Partagée entre les autorités françaises et l'armée d'occupation, la caserne des Tourelles sert, au début de l'Occupation, à interner les « indésirables étrangers » (réfugiés, Juifs, apatrides...). En octobre 1940, elle devient, sur décision de la préfecture de police, un camp d'internement. Des Français y sont internés à partir de début juillet 1941, avec l'ouverture d'une section pour les communistes.

Un bâtiment est affecté aux hommes, un autre aux femmes, le troisième étant réservé d'abord au recrutement du travail en Allemagne, puis au service des œuvres pour les prisonniers de guerre (fin 1941).

Le camp des Tourelles est l'un des principaux lieux de détentions parisiens des femmes juives, le camp de Drancy étant réservé aux hommes jusqu'à la Rafle du Vel'D'Hiv (mi-juillet 1942).

Aux Tourelles, le 20 juin 1942, sont internées des personnes qui manifestent leur sympathie pour les Juifs. Les « Aryens » ainsi internés sont soumis au port de l'étoile jaune avec l'inscription « Amis des Juifs ».

En août 1942, un seul bâtiment est affecté à l'internement, visant non plus les Juifs (qui sont envoyés directement à Drancy), mais toujours les étrangers, comme les républicains espagnols, et des politiques, puis des réfractaires au STO. Le bâtiment central devient une annexe des prisons de Fresnes et de la Santé.

Le camp est libéré le 17 août 1944. Près de 8 000 personnes y ont été enfermées entre octobre 1940 et août 1944