Sau khi Anh tuyên bố chiến tranh tại Đức vào tháng 9 năm 1939, mẹ của Hepburn dắt con gái về sống tại Arnhem, với hy vọng trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, Hà Lan sẽ không bị ảnh hưởng từ các cuộc tấn công của Đức. Tại đó, Hepburn theo học Nhạc viện Arnhem từ năm 1939 đến 1945. Bà bắt đầu tham gia các khóa học kịch múa trong những năm học nội trú cuối cùng và tiếp tục khổ luyện ở Arnhem dưới sự giám sát của Winja Marova, trở thành "học trò xuất sắc" của bà. Sau khi Đức xâm lược Hà Lan vào năm 1940, Hepburn lấy họ Edda van Heemstra, vì cái tên gốc Anh có thể gây nguy hiểm cho bà dưới sự chiếm đóng của Đức Quốc xã. Gia đình của bà bị ảnh hưởng một cách sâu sắc bởi cuộc chiếm đóng, Hepburn chia sẻ "nếu biết mình bị chiếm giữ trong 5 năm thì chúng tôi có lẽ đã tự sát. Chúng tôi nghĩ mọi chuyện sẽ chấm dứt trong một tuần... sáu tháng... một năm... đó là cách chúng tôi vượt qua". Vào năm 1942, chú của bà, Otto van Limburg Stirum (chồng của dì Miesje) bị tử hình vì tội phá hoại bởi phong trào kháng chiến; dù không liên quan đến vụ việc, ông vẫn bị theo dõi vì sự nổi tiếng của gia đình trong cộng đồng Hà Lan. Người anh em kế của Hepburn, Ian, bị đày đến một trại lao động tại Berlin, trong khi Alex, một người anh em kế khác, cũng phải ở ẩn để tránh bị lưu đày đi nơi khác.