1944年8月4日，一个晴朗的夏日。密室中的人们像往常一样，刚刚开始一天的生活。奥托走进了彼得（另一个藏在这里的犹太男孩）的房间，准备给他上英语课。他瞅了一眼手表，快要10点半了。通常，他总是在这个时间开始讲课。忽然，他们听到楼下传来了陌生人的吼叫声。 帮助安妮一家躲藏的米普后来回忆说，她没有听见敲门声，突然看见有个瘦高个的人拿着手枪站在门口。那人用枪指着他们，压低嗓门说：“谁都不要动，不许开灯！”随后，他又扭转身出去。紧接着，盖世太保军官带着荷兰纳粹警察冲了进来，他们显然已经知道了“密室”的位置。
一个荷兰纳粹警察对安排安妮一家躲藏的库格勒说：“我们全都知道了。有人检举了你们!”他停顿了一下，又接着说道：“你们窝藏犹太人，他们就在这幢楼里，立即带我们上去。”库格勒知道，最后的时刻终于到了。他站起来，向楼上走去。
纳粹警察跟着他上了楼，他们站立在那个遮掩着通往“密室”楼梯的书架前。库格勒后来回忆说：“我那时外表很镇静，可内心却非常害怕……因为我们已经站立在最关键的地方。”他不得不指了指那个书架。
书架被推开了，纳粹警官卡尔领着几个穿便衣的警察爬上了“密室”。他们先是让所有的人都举起手来，接着又把他们浑身上下搜了一遍。在确认没有武器后，卡尔才吼叫着让楼上的人全都把钱和首饰交出来。他一把抓过了安妮的小皮箱，将所有的东西抖落在地。
奥托告诉正在搜查的卡尔，他们在这里已经躲藏了两年。“两年？”卡尔惊疑地叫了一声。当他看到收拾得整整齐齐的床铺和窗户之间的灰色军用床脚柜时，更觉惊奇。
“你是从哪里搞来的这个玩艺？”他问奥托。
“那是我的东西。”奥托回答说，“第一次世界大战时，我是德军少尉。”
听了奥托的回答，卡尔不觉脸红了起来。
随后，藏在楼上的8个犹太人全被送进了警察局。究竟是谁出卖了他们呢？这个谜至今也没有解开。战后的调查表明，就在那天早上，有人给纳粹当局打了个电话，报告了这幢楼里躲藏着犹太人。
当晚，米普爬上了小楼，她在一片狼藉的屋子里看到了安妮的日记本和奥托一家人的影集，还有一些显然是散落在地的纸片。米普把这些东西收起来，锁在了楼下办公桌的抽屉里。一周后，德国人将“密室”里所有的东西全部搬走。米普当时心想，安妮一定会活着回来的，到那时，她将把日记本亲手交还给安妮。
在安妮一家被捕后，米普也曾千方百计地托人去疏通关系，设法把他们救出来，她甚至试图收买那些盖世太保，可最终还是未能成功。8人中只有安妮的父亲奥托活到了战后。
奥托后来回忆说，4天后，他们被送到了犹太人的转送站——荷兰北方的威斯特伯克集中营。1944年9月3日，他们全被押上了列车，这也是最后一列从荷兰开出的运送犹太人的列车。安妮一家所在的车厢里共有70多个犹太人，到奥斯威辛的第二天就有一大半人被逼迫着走进了毒气室，所有15岁以下的孩子全部被害。安妮因为刚刚度过了15岁的生日，才侥幸躲过了这第一场灾难。
随后，安妮和妈妈、姐姐又一道被送到了附近的波肯奥集中营。那个集中营中当时有39000多名犹太妇女。她们到那里的当天就被剃去头发，在胳膊上烙上了号码。一个多月后，纳粹又将安妮和姐姐与她们的母亲强行分开，送到了德国汉诺威附近的波根-贝尔森集中营。
曾被关押在波根-贝尔森集中营的弗兰克·福德说，姐妹俩来的时候表情冷若冰霜，根本认不出是女孩子。安妮失去了她曾经引以为荣的满头黑发。另一位曾与安妮关在一起的犹太妇女说，当安妮看到衣服上都爬满了臭虫、跳蚤时，她吓坏了，脱光了衣服，蜷缩着裹在一条薄毯里打抖。
有一天，安妮忽然听到有人隔着铁丝网叫她，原来是同校的朋友丽丝。当天晚上，两个人冒着危险，悄悄地爬到铁丝网前交谈。丽丝战后回忆说：“那一幕太悲惨了，安妮一看到我就哭了起来，她对我说：‘我已经失去了双亲。'我后来总是想，假如安妮知道她的父亲那时还活着，她也许会有力量坚持活下去。”
1945年3月的一天，安妮的姐姐因斑疹伤寒而死，安妮因受到传染也于几天后离开了这个世界。两姐妹的尸体被扔进了集中营旁堆满死尸的大坑中。
4月15日，英国军队解放了这座集中营。