После немецкого вторжения в Австрию Хедельмайр, несмотря на предупреждения об опасности, решил не уезжать и не скрываться, а остаться в Вене. Его друг Вильгельм фон Кеттелер был арестован 13 марта 1938 сотрудниками службы безопасности (SD) и вскоре убит. Сам Хедельмайр был арестован и помещён в апреле 1938 года в концлагерь Дахау. Оттуда он был переведён в концлагерь Бухенвальд, где провёл до своего освобождения весной 1943 четыре года в статусе заключённого в порядке «защитного ареста» и подвергался насилию. После освобождения из концлагеря с 1943 по 1945 годы он был вынужден служить в вермахте.