Após a formatura, Betty permaneceu com seus pais em Seattle até que eles voltaram para o campo missionário. Por nenhuma razão especial, ela dirigiu-se para Chicago e decidiu ficar lá. Seus pais tinham-lhe dado o nome de várias pessoas da Aliança e, finalmente, encontrou Wendell Price. Através dos Prices ela conheceu Bill Gothard , um conselheiro de juventude, a quem ela foi para pedir ajuda. Depois de várias sessões de aconselhamento, Betty finalmente entregou o seu problema ao Senhor. Ela disse: "Levou um longo tempo até que eu aprendi minha lição e entreguei a Deus o problema que estava absorvendo toda a minha vida... Eu tinha que realmente querer a vontade do Senhor e buscá-Lo com todo o meu coração, pois Ele iria me ajudar."
Durante uma conferência missionária da Igreja, Deus reacendeu o desejo de Betty para se tornar uma missionária e dedicar sua vida à vontade do Senhor. Ela imediatamente foi à Aliança com o desejo de se tornar uma enfermeira missionária. Ela foi designada ao Vietnã para trabalhar em um leprosário. Ela escreveu em seu depoimento: "A maioria das pessoas a quem eu disse sobre ir para o Vietnã estão muito preocupados, e eu aprecio isso , no entanto, não estou preocupada, e estou em paz. Eu sei que nunca poderei voltar, mas eu sei que estou no centro da vontade do Senhor e o Vietnâ é o lugar para mim."
Em 13 de dezembro de 1964, Betty chegou no Vietnã e começou a servir no leprosário. Ela disse a um entrevistador em 1965 que ela planejava passar sua vida no Vietnã, dizendo que o país lembrou à África, onde ela nasceu e que ela estava feliz em ser uma mulher solteira em uma zona de guerra.
O leprosário de Banmethout foi uma tarefa perigosa, uma vez que três missionárias na região haviam sido raptadas anteriormente. Não havia nenhuma dúvida na mente de Betty, que ela ia ficar lá e ministrar enquanto podia. Em janeiro de 1968, os vietcongs atacaram pela segunda vez. Durante três dias houveram ataques e seis missionários foram mortos. Em 28 de janeiro de 1968, os vietcongs invadiram o complexo. Betty Olsen e Henry ( Hank ) Blood , um tradutor, foram capturados ao tentar salvar um colega ferido.
Betty nunca mais foi vista de novo. O resto de sua história e dos funcionários da Aliança foi relatada pelo seu companheiro de prisão, Michael (Mike) D. Benge, que tinha sido voluntário no Vietnã como trabalhador de apoio à agricultura, após a sua libertação no final da guerra. Após ser capturada, Betty foi acorrentada a Hank e Mike, e os três foram obrigados a marchar 12 a 14 horas por dia através das selvas montanhosas até chegar nas prisões, onde foram colocados em gaiolas e tendo apenas a raiz de mandioca como alimento. Dos três presos , apenas Mike sobreviveu. Mais tarde, ele descreveu os sofrimentos excruciantes do seu cativeiro.
Todos os três tiveram dengue e surtos de disenteria. Eles sofreram constantemente de infecções agravadas por feridas na pele e pela exposição durante as tempestades. Depois de vários meses os cabelos ficaram cinzas e seus dentes estavam caindo devido à desnutrição grave. Mike disse que Betty era a pessoa mais altruísta que já havia conhecido. Ela dava a maioria de suas rações para os outros prisioneiros. Mike disse que Betty salvou sua vida quando ele teve meningite, persuadindo-o à comer. Ele a descreveu como "um tipo de Katherine Hepburn , somente com mais garra. "
Durante esse período Mike ficou doente e Betty cuidou dele. Várias vezes ela lhe deu alguns de seus alimentos, fingindo que ela não podia comer tudo. Mike lembra que foi a sua força espiritual que o tocou profundamente. Ela orava duas vezes ao dia por mim", lembrou. No entanto, as marchas obrigatórias de 14 horas por dia através das selvas infestadas com as sanguessugas, além das úlceras que ela sofreu, combinado com nenhum tratamento médico, fez com que a saúde de Betty piorasse.
Na longa viagem de acampamento a acampamento, Betty tornava-se mais fraca a cada dia, sendo que os vietcongs começaram a chutá-la e arrastá-la para mantê-la em movimento. Certa vez, ao tentar defendê-la , Mike foi espancado com coronhadas. Finalmente, em 01 fevereiro de 1969, Betty Olsen morreu de doença e de abuso de seus captores. Mike Benge concluiu: "Ela nunca mostrou qualquer rancor ou ressentimento. Amou até os que maltrataram ela."
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