באפריל 2015 יצאה לאור בבלגיה ביוגרפיה של אליזבת בפ ווסקאול, מקבוצת הסייענים למשפחת פרנק וחברתה הקרובה של אנה. המחקר נכתב על ידי העיתונאי הפלמי ירון דה ברוין, בשיתוף עם בנה הצעיר של בפ, יופ ואן וייק ומתבסס על עדויות חדשות של בני משפחת ווסקאול. על פי הספר, האחות הצעירה נלי ווסקאול התנגדה נחרצות לסיוע שנתנו בני משפחתה למשפחה היהודית, ועל רקע השקפותיה אלו היא יצרה קשר עם שלטונות הכיבוש הגרמניים ומסרה את המידע שהוביל לפריצה למחבוא ומאסרם של בני משפחת פרנק ושאר המסתתרים. בנה של בפ מציין בספר כי אימו חשדה באחותה, אך לא יכלה להביא עצמה לידי חשיפת האמת על כל המשתמע מכך, ונשאה את חשדותיה איתה עד ליום מותה. האחות נלי נפטרה בשנת 2001 מבלי שחלקה בפרשה ייחקר.
בדצמבר 2016 פרסם מכון המחקר ההולנדי של בית אנה פרנק מחקר המצביע על האפשרות התאורטית (אשר איננה נסמכת על ראיות) כי הפשיטה על המשרדים והמחסנים שבצמוד להם שכנו המסתתרים נועדה לאתר חשודים בזיוף תלושי מזון או בעבירות מנהליות אחרות הקשורות לאישורי עבודה. המחקר יצא מנקודת ההנחה כי העובדה שלא נמצא קצה חוט המוביל למעשה הלשנה ואזכור ביומן של מעצרים בקרב עובדי החברה, עשוי לרמז על כך שהמחבוא נחשף באקראי במהלך הפשיטה. בהודעה לעיתונות אמר רונלד ליאופולד, מנהל מוזיאון אנה פרנק, כך: "החקירות החדשות לא שוללות את האפשרות שהאנשים במחבוא נתגלו על ידי בגידה אלא מעלות אפשרויות אחרות שראויות לבחינה, בתקווה שחוקרים נוספים יראו טעם בכיווני חקירה אלו".
בשנת 2018 פרסם ג'רארד קרמר, שאביו היה חבר בתנועת ההתנגדות ההולנדית, ספר בשם "החצר האחורית של האגף הסודי" (De achtertuin van het Achterhuis) ולפיו אישה הולנדית ממוצא יהודי ששיתפה פעולה עם השלטון הנאצי ששמה אנס ואן דייק היא שהסגירה את משפחת פרנק והמסתתרים האחרים לידי השלטונות. לאחר המלחמה עמדה ואן דייק בפני בית משפט הולנדי והודתה שסייעה לנאצים בתפיסת 145 יהודים, כולל אחיה ובני משפחתו, היא הורשעה והוצאה להורג. שמה איננו חדש לחוקרים ובעבר נטען שהיא זו שהסגירה גם את אנה פרנק ומשפחתה, אך העדויות כנגדה הן נסיבתיות בלבד.
בינואר 2022 שודר סרט תיעודי ברשת הטלוויזיה CBS "מי בגד באנה פרנק ומשפחתה?" ובמקביל יצא לאור ספר "הבגידה באנה פרנק" שנכתב על ידי רוזמרי סליבן סופרת ומשוררת קנדית. אירועים אלו לוו בהודעות לעיתונות לפיהן צוות גדול של חוקרים שבראשו עמד חוקר בדימוס של הFBI ניהל במשך 6 שנים חקירת "מקרה קר" תוך שימוש בכלי חקירה שלא הופעלו בעבר, על מנת לסקור את כל המסמכים שבנמצא בגנזכים שונים, ובמטרה לחשוף את זהותו של המלשין. את החקירה יזם במאי סרטים תיעודיים הולנדי Thijs Bayens שגייס למשימה את צוות החוקרים. ובסופה טענו החוקרים כי ניתן להצביע בסבירות גבוהה על ארנולד ון דן ברך, עורך דין ואיש עסקים יהודי, שהיה חבר ביודנראט בהולנד ומת ב-1950. זאת על סמך מכתב אנונימי שהעתק ממנו נתגלה בעיזבון של חוקר משטרה הולנדי ובו מופיע שמו של ון דן ברך כמי שהצביע על מקום המחבוא של משפחת פרנק. מכון המחקר של בית אנה פרנק קבע כי למרות שהממצא של צוות החוקרים ודרך פעולתם "מרשימים" התוצאה הסופית כפי שהוצגה לציבור מבוססת על השערות שלא הוכחו, ששאלות רבות נותרו ללא מענה וכי לא ניתן להגיע למסקנה סופית או לקבוע מסקנות סופיות וכי יש צורך בהעמקת החקירה. היסטוריונים הולנדים הצביעו על חוסר ההיגיון בתיאוריה הזאת וכי ון דן ברך עצמו הסתתר במרבית שנת 1944. במרץ 2022 פורסם מחקר נוסף, על ידי צוות חוקרים בראשות חוקר ההיסטוריה היהודית פרופ' בארט וולט מאוניברסיטת אמסטרדם, ששלל את הטענה שוון דן ברך הסגיר את משפחת פרנק.
כליאה, גירוש ומוות.
ויקטור קוגלר ויוהנס קלינמן נאסרו והועברו למחנה הריכוז אמרספורט (בהולנדית: Amersfoort). קלינמן שוחרר לאחר 7 שבועות קשים אך קוגלר נותר במאסר במתקני כליאה שונים עד לסוף המלחמה. מיפ חיס ובפ ווסקאול שוחררו לאחר חקירה קצרה על ידי המשטרה. למחרת היום הם חזרו למחבוא, ושם מצאה מיפ חיס את יומנה של אנה פרנק ואת אלבומי תמונות של המשפחה. ב-7 באוגוסט 1944 ניסתה מיפ חיס לשחרר את בני משפחת פרנק והציעה שוחד לקצין שביצע את המעצר תמורת עזרתו, אך הוא דחה את הצעתה על הסף.
ב-3 בספטמבר 1944 יצאה קבוצת דיירי המחבוא במשלוח האחרון מווסטרבורק לאושוויץ, לשם הגיעה לאחר מסע של 3 ימים. על הרכבת הגיעה עם משפחת פרנק בלומה אייפרס-עמדין, מורה ופסיכולוגית יהודייה שהכירה את האחיות לבית פרנק עוד מימי בית הספר היהודי. אייפרס-עמדין הייתה בקשר רצוף עם אנה, מרגוט ואימן ותרמה למחקר ההיסטורי את הרקע לשבעת החודשים האחרונים לחייהן.
באושוויץ נערכה סלקציה לאסירים במשלוח, ומתוך 1,019 בני אדם נשלחו 549 מיד להשמדה. קבוצת המסתתרים במחבוא שרדה את הסלקציה הראשונית, אך נשות משפחת פרנק הופרדו מאבי המשפחה והקשר נותק. גורלן לא היה שונה מגורל האסירים האחרים במחנה. לאחר הסלקציה הופשטו הנשים, שיערותיהן נגזזו ומספר קועקע על זרוען. ביום הן עסקו בעבודת כפייה, ובלילה הן נדחסו לצריפים. עדויות מאוחרות מעידות כי אנה פרנק התקשתה לעכל את חיי המחנה והסתגרה בתוך עצמה או נתקפה בבכי. בחיי היום יום גילתה אנה פרנק תושייה וכוח. היא תמכה באחותה ואמה והצליחה למצוא מזון בנוסף על ההקצבה הזעומה. תנאי התברואה הקשים גרמו לגרדת קשה ולהעברת בנות המשפחה לחדר בידוד שהיה חשוך ושורץ חולדות. האם אדית ביקרה אותן בחשאי והעבירה להן את קצבת המזון שלה דרך בור שנחפר מתחת לקסרקטין.
בחודש אוקטובר 1944 החלה העברת אסירות מאושוויץ למחנות עבודה וריכוז הרחוקים מהחזית. בשלב זה נותק הקשר בין בלומה אייפרס-עמדין לבנות משפחת פרנק, שביום 28 באוקטובר הועלו על משלוח אסירות, שכלל גם את אוגוסטה ואן-פלס, לברגן-בלזן. האם אדית פרנק נותרה באושוויץ, ומתה מרעב ואפיסת כוחות ב-6 בינואר 1945.
בסוף אוקטובר ותחילת נובמבר הגיע לברגן-בלזן משלוח של כ-3,000 נשים חולות מאושוויץ בירקנאו. הן הובלו בקרונות בצפיפות קשה והוכנסו לאוהלים ללא תאורה, שירותים או תנאים היגייניים מינימליים. ב-7 בדצמבר עקרה סופה מספר אוהלים, והנשים נאלצו לעמוד מספר שעות בקור העז תחת מטר שוטף עד שהוכנסו לאוהל המטבח למשך הלילה. למחרת פונו מספר אוהלים של חולים לצורך שיכונן של הנשים. ב-2 בדצמבר היה מספרם של הכלואים בברגן-בלזן 15,257, מתוכם 8,000 נשים במחנה הנשים.
זמן מה לאחר הגיען לברגן-בלזן נפגשה אנה בסמוך לסוף חודש ינואר 1945 עם חנה גוסלר, שמאוחר יותר תיארה את המפגש הקצר. לדבריה האחיות היו עם אוגוסטה שטיפלה בהן ובעיקר במרגוט שהייתה חולה מאוד. אנה הייתה קירחת ורעדה מחולשה. היא קוננה על מות הוריה, וניכר היה כי איבדה את רצונה לחיות.
בתחילת 1945 עמדה מנת המזון היומית של אסיר על ½ ליטר מים ופרוסת לחם או תפוח אדמה. פעמיים בשבוע היו האסירים מקבלים מנה של מים מעופשים רותחים שנקראה "קפה". בחלק מהמחנה כלל לא הייתה אספקת מים, והאסירים נאלצו לשתות ממקורות מים מזוהמים ולא יכלו לשמור על היגיינה. בחודש מרץ 1945 השתוללה בברגן-בלזן, כתוצאה מתנאי התברואה הבלתי אפשריים, מגפת טיפוס הבהרות. המגפה התפשטה במהירות בקרב האסירים והפילה חללים רבים. לפי רופא האסירים, ד"ר לאו, כעשירית ממקרי המוות במחנה היו עקב מחלת הטיפוס; החלק האחר של מקרי המוות היה עקב מחלות בטן שונות, תשישות ורעב. על פי עדויות מאוחרות של אסירות, מרגוט, שהייתה תשושה, נפלה מהדרגש ומתה, וימים מספר לאחר מכן נפטרה אנה ממחלת הטיפוס. תאריכי מותן המדויקים אינם ידועים, אך מחקרים המבוססים על עדויות של אסירות ששרדו מצביעים על כך שהאחיות נפטרו במהלך פברואר או בתחילת מרץ 1945.
בפברואר הפכה בעיית פינוי הגופות לבעיה החמורה ביותר של המחנה, מאחר שבקרמטוריום ניתן היה לשרוף בו-זמנית רק שלוש גופות. במרץ החלו לשרוף את גופות האסירים: הן הונחו על עצים ספוגים בנפט והובערו. ואולם, בסוף מרץ אסר משרד היערות על שימוש בעצים למטרה זו בשל זיהום האוויר של האזור מסביב, וגופות האסירים נותרו במקום שבו מתו. כשהיה ברור שהשחרור קרב, עשו הגרמנים מאמץ אחרון לפינוי הגופות. בין 11 ל-14 באפריל נלקחו האסירים שעוד יכלו ללכת למלאכת פינוי הגופות. הגופות הועברו לנקודה מרוחקת במחנה ונזרקו לקבר אחים ענק. גורלן של אנה ומרגוט פרנק לא היה שונה וגופותיהן נעלמו ומקום קבורתן לא נודע. המחנה שוחרר על ידי הצבא הבריטי ב-15 באפריל. ב-21 במאי הועלה מחנה ברגן-בלזן באש ונמחה מעל פני האדמה.
אוטו פרנק שרד את אושוויץ ועם שחרור המחנה חזר לאמסטרדם, בה מצא מקלט בביתם של מיפ ויאן חיס. הוא החל לחפש את אשתו ובנותיו, אך לאחר שבועות מספר הוברר כי כולן נרצחו.
עדויות של ניצולים שראו את אנה פרנק לפני מותה.
האסירה היהודיה-הולנדית לין חלדטי (הולנדית: Lin Jaldati) פגשה את אנה פרנק ואחותה הן במחנה המעצר, והן באושוויץ ובברגן-בלזן. היא סיפרה כי ראתה את אנה ואחותה קרוב למותן ולדבריה אנה הייתה, למרות מצבה הקשה, "חברותית ומתוקה" והחליטה להישאר קרוב לאחותה ככל שניתן. לאחר ימים מספר חזרה חלדטי לביתן וראתה כי המיטה אותן חלקו האחיות ריקה: "אני ידעתי מה משמעות הדבר, מאחורי הביתן מצאנו אותה [את אנה] והנחנו את הגוף הרזה בתוך שמיכה ונשאנו אותה אל קבר אחים. זה כל מה שיכולנו לעשות".