Obawiając się, że uczestnictwo w przedsięwzięciu pod egidą niemiecką może się dla niego okazać szkodliwe po zakończeniu wojny, zażądał od dyrektora duńskiego MSZ, Nilsa Svenningsena, wydania polecenia służbowego na piśmie. Będąc członkiem duńskiego ruchu oporu, postanowił skonsultować się w sprawie wyjazdu ze środowiskiem duńskiego podziemia. Ruch oporu, spodziewając się, że zbrodnia katyńska jest dziełem Niemców, chętnie przystał na wyjazd Tramsena do Katynia, wykorzystując go w drodze powrotnej jako kuriera.

Pobyt w Katyniu 27 kwietnia 1943 r. dr Tramsen udał się do Katynia. Trasa podróży wiodła z kopenhaskiego lotniska Kastrup do Berlina, gdzie spotkał pozostałych członków komisji. Następnego dnia wszyscy wylecieli z berlińskiego lotniska Tempelhof do Warszawy. Tego dnia w swoim dzienniku podróży dr Tramsen zanotował:

Warszawa płonie. Getto.

Z Warszawy samolot udał się do Smoleńska, gdzie Niemcy umieścili członków komisji w hotelu, i skąd do Katynia dowozili ich samochodami. W ciągu następnych dni dr Tramsen dokonał wielu sekcji zwłok zamordowanych oficerów polskich z grobów katyńskich i ponad wszelką wątpliwość ustalił, że mord został dokonany na wiosnę 1940 r. W swoim dzienniku tak opisał widok grobów w Katyniu: