Den 18. mars 1944 ble Simone arrestert sammen med sine foreldre, søsteren Madeleine og broren Jean. Alle fem ble deretter deportert. Simone, moren og Madeleine kom først til Auschwitz-Birkenau, så til Bergen-Belsen, hvor moren døde kort før leiren ble frigjort 15. april 1945. Faren André og broren Jean døde også i fangenskap. Søsteren Denise, som hadde blitt arrestert sommeren 1944 som medlem av den franske motstandsbevegelsen (fransk: «La Résistance»), overlevde tiden som fange i Ravensbrück. Simone Veil var i 2005 en av talerne under markeringen av at det var gått 60 år siden frigjøringen av Auschwitz-Birkenau.