In 1931 keerde Hellmayr terug naar Wenen. In 1938, na de Anschluss van Oostenrijk, werd hij gearresteerd en kort gevangengezet, langdurig verhoord en mishandeld. Waarom was niet geheel duidelijk, maar vrienden die hem kenden als amateurhistoricus wisten dat hij in elk geval geen vriend van de Nazi's was. Hij werd toen ziek. Nadat hij weer werd vrijgelaten, emigreerde hij met zijn vrouw naar Zwitserland. Na een lange periode van steeds zwakker wordende gezondheid stierf hij in 1944 te Orselina in het district Locarno.