Krigsårene påvirket familien; Hepburns onkel Otto van Limburg Stirum ble blant annet arrestert og henrettet av Gestapo. De forskjellige hendelsene Hepburn var vitne til under krigen gjorde inntrykk: «I stunder som denne lærer du om død, savn og fare, som gjør at du verdsetter trygghet og hvor raskt det kan forandre seg. Du lærer deg å være seriøs om det som betyr noe.» Etter de alliertes invasjon i Normandie i juni 1944 ble levevilkårene i Nederland tøffere, og Arnhem ble totalskadd etter operasjon Market Garden i september 1944. Den nederlandske befolkningen gikk inn i en periode med hungersnød, og Hepburn pådro seg flere sykdommer på grunn av feilernæring. Flere av familiens eiendommer ble ødelagt, og Hepburns mor bestemte seg for å flytte til Amsterdam da krigen endte.