A második világháború eseményei 1944 nyarán mindinkább előrevetítették a szövetségesek győzelmét. A szovjet csapatok megközelítették a német határokat, Franciaországban a normandiai partraszállás után az angolszász erők készültek további támadásra, megkezdődött a német városok bombázása, a Wehrmacht Olaszországban szívós védelemre kényszerült az észak felé nyomuló szövetséges erőkkel szemben. A küszöbön álló vereség arra ösztönözte a hitleri vezetéssel szemben állókat, hogy mielőbb cselekedjenek. A diktátor elleni összeesküvés melegágya a katonai vezetés volt, több tábornok (Erwin von Witzleben, Ludwig von Beck, Friedrich Olbricht) már 1938 szeptemberétől szőtt terveket Hitler megbuktatására, csoportjukkal polgári politikusok is tartottak, mint Carl Goerdeler, Lipcse egykori főpolgármestere. Az első háborús évek sikerei, a területi nyereségek azonban egy időre levették a napirendről Hitler eltávolítását.

A puccstervek akkor váltak ismét aktuálissá, amikor 1943-ban fordulat következett be a világháború menetében. A hadseregben kiépültek az ellenállás fészkei, amelyhez szép számmal csatlakoztak fiatalabb tisztek is, mint Claus Schenk von Stauffenberg ezredes. Az összeesküvők több ízben próbálkoztak - sikertelenül - a Führer meggyilkolásával, 1943 során pedig kidolgozták egy széles körű összeesküvés, az úgynevezett Valkűr-hadművelet tervét. Legfőbb céljuk Hitler likvidálása, az SS és a Gestapo semlegesítése, valamint a hatalom megragadása volt, hogy béketárgyalásokat kezdjenek. A puccsisták terveit támogatta Günther von Kluge, a nyugati front parancsnoka és Erwin Rommel tábornok, az "afrikai hős" is - a Valkűr sikere esetén nekik kellett volna fegyverszünetet kötni a szövetségesekkel.

Stauffenberget 1943 októberében átvezényelték a tartalékhadsereghez, amelynek parancsnoka, Friedrich Fromm tudott az összeesküvésről, de kivárt. A tartalékhadsereg lett a felkelés fő bázisa, Stauffenberg Fromm törzsfőnökeként hetente találkozhatott jelentéstételen Hitlerrel.

Egy újabb elvetélt kísérlet után Stauffenberg elhatározta, hogy maga hajtja végre a merényletet. 1944. július 20-án a táskájába rejtett pokolgépet közvetlenül Hitler ülőhelye mellé helyezte a kelet-poroszországi főhadiszálláson, a Wolfschanzéban (Farkasverem) egy megbeszélés előtt. Társai a tanácskozás kezdetén felhívták Berlinből, ő pedig elhagyta a szobát, ahol a bomba tíz perc múlva felrobbant. A detonáció nyomán négyen meghaltak, ketten súlyos sérüléseket szenvedtek, de Hitler szinte sértetlen maradt. A táskában ugyanis Stauffenberg távozása után az egyik tábornok megbotlott, ezért távolabb tolta, a robbanás erejét csökkentette a masszív tölgyfaasztal lapja és az is, hogy a barakkban a légnyomás jobban szétoszlott.

Stauffenberg a robbanást hallva biztos volt a sikerben, s repülőgépen gyorsan Berlinbe távozott. A puccsisták kiáltványban tették közzé Hitler halálhírét, hívásaik nyomán a beavatott tisztek őrizetbe vették az SS és a közigazgatás kiszemelt vezetőit. Amikor kiderült, hogy a Führer mégis életben maradt, egyre többen hagyták cserben az összeesküvőket. Az addig semleges Fromm rögtönítélő bíróság elé állította és a Wehrmacht-főparancsnokság udvarán még aznap este kivégeztette Stauffenberget, Olbrichtot és mindazokat, akik tudtak arról, hogy Fromm nem akadályozta meg a merényletet.

Az őrjöngő Hitler valóságos hajtóvadászatot indított, s halállal büntette mindazokat, akikről feltételezhető volt, hogy tudtak az összeesküvésről. Sokan meg sem várták, hogy értük jöjjenek, és öngyilkosságot követtek el: így tett Henning von Tresckow tábornok a keleti fronton, Kluge az őt Berlinbe szállító repülőgépen. A rendkívül népszerű, háborús hős Rommelnek felajánlották az öngyilkosság lehetőségét, s állami temetést kapott.

A perek sorozata 1944. augusztus 7-én kezdődött, a vádlottakat a statáriális bíróság a Gestapo által beterjesztett "bizonyítékok" alapján halálra ítélte. Többségüket meztelenül hentes kampóra akasztották, a kivégzést lefilmezték Hitler számára. A népbírósági perek még 1945-ben is tartottak, Fromm tábornokot 1945 márciusában érte el végzete. A tisztogatás során hétezer embert tartóztattak le, majdnem ötezret ki is végeztek - a Gestapo ezt az alkalmat is felhasználta, hogy leszámoljon a rendszer potenciális ellenzékével.

1953-ban, Stauffenbergék kivégzésének helyszínén emlékművet állítottak fel. 1999 óta a Bundeswehr a merénylet napján minden évben ünnepélyes eskütételt rendez, a Hitlerrel szembeni ellenállókra emlékezve az újoncok esküt tesznek Németország szabadságának védelmére. A merénylet történetéről több film is készült, legutóbb 2008-ban Valkűr címmel, Tom Cruise főszereplésével.