Quando, em 1943, o governo italiano assinou o armistício com os Aliados, Mussolini foi resgatado da prisão pelos alemães, começando a comandar um pequeno estado ítalo-germânico no Norte de Itália, conhecido como República Social Italiana.
Nesta zona parcialmente ocupada pelos alemães, o movimento de resistência italiano (Movimento Justiça e Liberdade) ganhou força e partidários como Primo Levi. Sem preparação militar, cedo foram feitos prisioneiros pela milícia fascista.
A origem judia de Levi fez com que o enviassem para o campo de prisioneiros em Fossoli, perto de Modena. Em 11 de Fevereiro de 1944, os prisioneiros desse campo foram transportados para Auschwitz. Levi permaneceu nesse campo 10 meses, até ser libertado pelo Exército Vermelho.
Dos 650 judeus italianos naquele campo de morte, sobreviveram 20. Levi dedicou grande parte da sua vida à divulgação do seu testemunho como prisioneiro.
Morreu em Turim, na casa em que nasceu, não se sabe se por acidente ou suicídio. Perante a notícia da sua morte, Elie Wiesel comentou: "Primo Levi morreu em Auschwitz quarenta anos depois."