Peter var i Auschwitz helt til dødsmarsjene begynte. Han overlevde marsjen fra Auschwitz og kom den 25. januar 1945 til Mauthausen-Gusen konsentrasjonsleir utenfor byen Linz i det nåværende Østerrike. Van Pels ble plassert i satelittcampen Melk, der han arbeidet med å bygge tunneler. Kroppen hans ble utmattet av det harde arbeidet, og van Pels døde på sykestuen i Mauthausen-Gusen den 10. mai 1945, fem dager etter at leiren ble frigjort av amerikanske tropper.