Sie wurde in Frankfurt, Deutschland, geboren. Nachdem die NSDAP die Wahlen gewonnen und Adolf Hitler die Macht übernommen hatte, zog die Familie Frank in die Niederlande. Im Jahr 1940 marschierten die Deutschen in die Niederlande ein, und die Franks konnten das Land nicht mehr verlassen. Ein Jahr später wurde Anne die deutsche Staatsbürgerschaft aberkannt. Zu dieser Zeit begann eine verstärkte Verfolgung von Menschen jüdischer Herkunft, in deren Folge Anne und ihre ältere Schwester Margot ihre Schulausbildung abbrechen mussten. Als Margot im Juli 1942 die Aufforderung erhielt, sich in einem Arbeitslager zu melden, versteckte Otto Frank, der Vater der Mädchen, die Familie in einem eigenständig vorbereiteten Raum in seiner Firma.

Zu ihrem 13. Geburtstag erhielt Anne Frank ein Album, in welches sie anfing Tagebuch zu schreiben. Ihr erster Eintrag am 12. Juni 1942 lautete:

Ich glaube, dass ich dir alles anvertrauen kann, denn ich habe noch nie jemandem vertraut, und ich hoffe, dass du mir eine große Stütze sein wirst.

Anne Frank beschrieb die alltäglichen Lebensbedingungen, ihre Beobachtungen und Gespräche mit anderen Personen, die sich im Nebengebäude versteckten. Auch Otto Frank bot an, seinen Geschäftspartner Hermann van Pels, seine Frau Auguste und seinen Sohn Peter zu verstecken, und später stieß auch sein Freund Fritz Pfeffer zu ihnen.

Anne Frank schrieb ihr Tagebuch in Form von Briefen an ihre wahrscheinlich nicht existierende Freundin Kitty. Trotz der schwierigen Bedingungen, unter denen sie lebte, haben ihre Aufzeichnungen einen positiven Ton. Darin beschrieb sie unter anderem ihre Gefühle für Peter, der sich mit ihr versteckt hielt:

Ich denke viel, aber ich sage nicht viel. Ich bin glücklich, wenn ich ihn sehe und die Sonne noch scheint. Gestern, während des großen Abwasches, war ich sehr fröhlich, und ich wusste, dass er im Nebenzimmer saß.

Nach zwei Jahren entdeckten die Deutschen das Versteck der Familie Frank. Dies war wahrscheinlich auf den Verrat von Ottos Freund Arnold van den Bergh zurückzuführen. Die Deutschen entdeckten acht Personen in dem Versteck, woraufhin die gesamte Familie in das Lager Auschwitz-Birkenau geschickt wurde. Im Lager wurden die Frauen und Männer voneinander getrennt. Schon bald erkrankten die Frank-Schwestern und wurden in das Lagerkrankenhaus gebracht. Ihre Mutter Edith Frank gab ihnen ihr Essen, um ihre Töchter zu unterstützen. Im Oktober 1944 begann die Selektion der Frauen für die Deportation in das Lager Bergen-Belsen. Anne Frank, ihre Schwester und Auguste van Pels verließen das Lager, während Edith Frank in Auschwitz-Birkenau blieb, wo sie bald auch starb.

Die Lebensbedingungen in Bergen-Belsen waren tragisch - der übermäßige Zustrom neuer Häftlinge führte dazu, dass es nicht einmal Baracken mehr für sie gab. Die Überbelegung des Lagers führte zu einer raschen Ausbreitung von Krankheiten im Lager. Nach den Erinnerungen von zwei Freundinnen Anne Franks, die das Lager überlebt haben, war Anne Frank sehr abgemagert. Einem von ihnen soll sie gesagt haben, dass sie nach dem Krieg ein Buch über ihr Tagebuch schreiben wolle.

Sie sprachen im Februar 1945 zum letzten Mal mit Anne Frank. Beide Frank-Schwestern starben im Februar oder März im Lager, und die Todesursache war höchstwahrscheinlich Typhus.

Otto Frank überlebte seinen Aufenthalt in Auschwitz-Birkenau. Als er nach Hause zurückkehrte, erhielt er das Tagebuch seiner Tochter, und als er von ihrem Tod erfuhr, beschloss er, das Buch zu veröffentlichen.