Urodziła się we Frankfurcie w Niemczech. Po wygraniu wyborów przez NSDAP i przejęciu władzy przez Adolfa Hitlera rodzina Franków przeniosła się do Holandii. W 1940 roku Niemcy wkroczyli do Holandii i Frankowie nie mogli opuścić kraju. Rok później Anne pozbawiono obywatelstwa niemieckiego. W tym czasie rozpoczęły się silniejsze prześladowania osób pochodzenia żydowskiego, w wyniku których Anne i jej starsza siostra Margot musiały przerwać naukę w szkole. Kiedy w lipcu 1942 roku Margot otrzymała wezwanie do obozu pracy, Otto Frank, ojciec dziewczynek, ukrył rodzinę w specjalnie przygotowanym pokoju w swojej firmie.
W swoje 13 urodziny Anna Frank otrzymała album, w którym zaczęła pisać pamiętnik. Jej pierwszy wpis z 12 czerwca 1942 roku brzmiał:
Myślę, że będę mogła powierzyć ci wszystko, ponieważ nigdy nikomu nie ufałam i mam nadzieję, że będziesz dla mnie wielkim wsparciem.
Anne Frank opisała codzienne warunki życia, swoje obserwacje i rozmowy z innymi ludźmi ukrywającymi się w aneksie. Otto Frank zaoferował również ukrycie swojemu wspólnikowi, Hermannowi van Pelsowi, jego żony Auguste i synu Petera, a później dołączył do niego również jego przyjaciel Fritz Pfeffer.
Anne Frank pisała pamiętnik w formie listów do swojej prawdopodobnie nieistniejącej przyjaciółki Kitty. Mimo trudnych warunków, w jakich żyła, jej notatki mają pozytywny wydźwięk. Opisała w nich między innymi swoje uczucia do Petera, który ukrywał się z nią:
Dużo myślę, ale niewiele mówię. Cieszę się, gdy go widzę, a słońce wciąż świeci. Wczoraj, podczas głównego zmywania, byłam bardzo wesoła gdy wiedziałam, że siedzi w sąsiednim pokoju.
Po dwóch latach Niemcy odkryli kryjówkę rodziny Frank. Stało się to najprawdopodobniej za sprawą zdrady przyjaciela Otto, Arnolda van den Bergha. Niemcy odkryli w kryjówce osiem osób, w wyniku czego cała rodzina została wysłana do obozu Auschwitz-Birkenau. W obozie rozdzielono kobiety i mężczyzn. Wkrótce siostry Frank zachorowały i trafiły do szpitala obozowego. Ich matka Edith Frank oddawała im swoje jedzenie, aby utrzymać córki. W październiku 1944 roku rozpoczęła się selekcja kobiet do deportacji do obozu Bergen-Belsen. Anne Frank, jej siostra i Auguste van Pels zostały wywiezione, a Edith Frank pozostała w Auschwitz-Birkenau, gdzie wkrótce zmarła.
Warunki życia w Bergen-Belsen były tragiczne – nadmierny napływ nowych więźniów sprawił, że nie było nawet dla nich wystarczającej ilości baraków. Przeludnienie w obozie doprowadziło do szybkiego rozprzestrzeniania się chorób w obozie. Według wspomnień dwóch przyjaciółek Anne Frank, które przeżyły obóz, Anne była bardzo wychudzona. Podobno powiedziała jednej z nich, że po wojnie chciałaby napisać książkę na podstawie jej pamiętnika.
Ostatni raz rozmawiały z Anne Frank w lutym 1945 r. Obie siostry Frank zmarły w obozie w lutym lub marcu, a przyczyną śmierci był najprawdopodobniej tyfus.
Otto Frank przeżył pobyt w Auschwitz-Birkenau. Kiedy wrócił do domu, otrzymał pamiętnik córki, a kiedy dowiedział się o jej śmierci, postanowił opublikować książkę.