W Monasterze wykładała tylko przez dwa miesiące – gdy władzę przejęli narodowi socjaliści, musiała opuścić Monaster. Przeniosła się do Kolonii, gdzie 14 października 1933 r. wstąpiła do Karmelu. 15 kwietnia następnego roku otrzymała habit karmelitański. Gorąco pragnęła mieć udział w cierpieniu Chrystusa, dlatego jej jedynym życzeniem przy obłóczynach było: “żeby otrzymać imię zakonne od Krzyża”. Po nowicjacie przyjęła śluby zakonne i imię Benedykta od Krzyża. Już jako karmelitanka zaczęła pisać swoje ostatnie dzieło teologiczne Wiedza Krzyża, które pozostało niedokończone. 21 kwietnia 1938 r. złożyła śluby wieczyste.
W tym czasie narodowy socjalizm objął swoim zasięgiem całe Niemcy. Benedykta, zdając sobie sprawę, że jej żydowskie pochodzenie może stanowić zagrożenie dla klasztoru, przeniosła się do Echt w Holandii. 2 sierpnia 1942 r. podczas masowego aresztowania Żydów została aresztowana przez gestapo i internowana w obozie w Westerbork. Następnie, wraz z siostrą Różą, 7 sierpnia deportowano ją do obozu w Auschwitz. Tam zostały obie zagazowane i spalone 9 sierpnia 1942 roku.
Beatyfikacji Edyty Stein dokonał w Kolonii 1 maja 1987 r. Jan Paweł II, kanonizował ją zaś 11 października 1998 roku. Swoim listem apostolskim motu proprio z 1 października 1999 r. ogłosił ją – wraz ze św. Brygidą Szwedzką i św. Katarzyną ze Sieny – patronką Europy. Od tej pory obchód ku jej czci obchodzi się w randze święta.