В 1938–1945 годах Франк жил во Франции. Сначала семья поселилась на юге страны в курортном местечке Лавьер, но вскоре Франк вместе с женой переехал в Париж. Они обосновались в Фонтене-о-Роз, общались с русскими эмигрантами. Разразившаяся война заставила их снова вернуться на юг Франции, где они жили до августа 1943 года, затем, спасаясь от голода, перебрались в маленькую деревушку Сен-Пьер-д'Аллевар в горах близ Гренобля. Жизнь там была тяжела, особенно из-за постоянной опасности облав гестапо на евреев. Иногда Франк и его жена вынуждены были по целым дням скрываться в лесу. Наконец пришло освобождение, и Франк с женой переехали в Гренобль. В сентябре 1945 года они смогли выехать в Англию и воссоединиться с находившимися там детьми. Все эти годы Франк не прекращал работы, написав книги «С нами Бог» и «Свет во тьме»; последняя, хоть и появилась после войны (1949), но была задумана в те тяжелые годы.
Последние пять лет своей жизни Франк провел с дочерью Натальей в Лондоне. Ее муж погиб на войне, и она одна воспитывала двоих детей. Большую часть времени с ними жил сын Алексей, получивший на фронте тяжелые ранения. Франк работал над своей последней книгой «Реальность и человек», которая была завершена к концу 1947 году, но опубликована лишь через девять лет. Франк никогда не отличался хорошим здоровьем, в 1936 и 1938 годах он перенес обострение сердечного заболевания. Удивительно, что он вообще смог справиться с тяготами войны.
В августе 1950 года у Франка был обнаружен рак легкого, через четыре месяца, 10 декабря, он скончался. В период болезни он испытывал глубочайшие религиозные переживания, которые воспринимал как чувство единения с Христом.
«Я лежал и мучился, — говорил он своему сводному брату Льву Заку, — и вдруг почувствовал, что мои мучения и страдания Христа — одно и то же страдание. В моих страданиях я приобщился к какой-то литургии и в ней соучаствовал, и в наивысшей ее точке я приобщился не ко страданиям Христа, а, как ни дерзновенно сказать, к самой сущности Христа».
Франк отдавал себе отчет, что критиковать материалистические идеи слишком просто и что совсем иное — предложить философское обоснование для альтернативного взгляда на мир Делом его жизни стало создание такого обоснования. Главные идеи Франка изложены в трех книгах, которые были задуманы как трилогия: «Предмет знания», «Душа человека» и «Духовные основы общества». «Предмет знания», вероятно, наиболее сложная работа Франка. Франк доказывал, что существуют два типа знания рациональное знание о мире и непосредственный опыт о нем, который также имеет право на существование, так как оба — субъект и объект — коренятся в «абсолютном бытии». В работе «Душа человека», следуя характерному для неоплатонизма разграничению между духом (духовным началом), душой и телом, он рассматривал человека как существо с глубокой внутренней жизнью, которая отнюдь не является исключительно продуктом воздействия окружающей материальной среды.