Under okkupasjonen av Norge av Nazi-Tyskland ble han arrestert 10. september 1941 etter melkestreiken. Han ble fengslet på Møllergata 19, deretter i Grini fangeleir, og til slutt i Sachsenhausen konsentrasjonsleir til slutten av andre verdenskrig. De kommunistiske fangene dannet en gruppe i leiren, og Bjerke var blant de ledende medlemmene sammen med Kristian Mugaas, Johan Strand Johansen, Olaf Skramstad, Halvor Sørum og Erling Heiestad.