Πριν από Επιχείρηση Valkyrie το 1944, αξιωματικοί πέρασαν δύο χρόνια σχεδιάζοντας την τελική απόπειρα δολοφονίας του Αδόλφου Χίτλερ. Αρκετά μέλη της γερμανικής κυβέρνησης πίστευαν ότι ο Χίτλερ κατέστρεφε τη Γερμανία και συνειδητοποίησαν ότι η μόνη τους ελπίδα να μην εξαλειφθούν από τις Συμμαχικές Δυνάμεις ήταν να τον απομακρύνουν από την εξουσία. Μέχρι το 1944 είχαν ήδη γίνει αρκετές αποτυχημένες απόπειρες δολοφονίας του Χίτλερ. Αυτή η απόπειρα θα απαιτούσε μια εντελώς νέασχέδιο, διότι όσο διαρκούσε ο πόλεμος ο Χίτλερ δεν επισκεπτόταν σχεδόν ποτέ τη Γερμανία και η ομάδα ασφαλείας του βρισκόταν σε συναγερμό λόγω άλλων αποτυχημένων προσπαθειών.

Οι κύριοι συνωμότες της συνωμοσίας ήταν οι Κλάους φον Στάουφενμπεργκ, Βίλχελμ Κάναρις, Καρλ Γκερντελερ, Γιούλιους Λέμπερ, Ούλριχ Χάσελ, Χανς Όστερ, Πέτερ φον Γουόρτενμπουργκ, Χένινγκ φον Τρέσκοου, Φρίντριχ Όλμπριχτ, Βέρνερ φον Χάεφτεν, Φάμπιαν Σλάμπρεντορφτ, Λούντβιχ Μπεκ και Έρβιν φον Βίτσλεμπεν- όλοι τους ήταν είτε μέλη της στρατιωτικής είτε της γραφειοκρατικής κυβέρνησης. Το σχέδιό τους περιστρεφόταν γύρω από ένα αναθεωρημένοεκδοχή της επιχείρησης Βαλκυρία (Unternehmen Walküre), προκειμένου να αποκτήσει τον έλεγχο του έθνους και να μπορέσει να συνάψει ειρήνη με τους Συμμάχους πριν αυτοί εισβάλουν στη Γερμανία. Η επιχείρηση αυτή, εγκεκριμένη από τον ίδιο τον Χίτλερ, επρόκειτο να χρησιμοποιηθεί σε περίπτωση κατάρρευσης του νόμου και της τάξης ή της επικοινωνίας μεταξύ των διαφόρων τμημάτων της κυβέρνησης λόγω εξέγερσης ή επίθεσης. Στην τροποποιημένη εκδοχή, ο εκκινητής της επιχείρησηςθα ήταν ο θάνατος του Χίτλερ μαζί με κάποιους από τους βασικούς συμβούλους του, με τις υποψίες να πέφτουν στους πιο φανατικούς κλάδους της κυβέρνησης, αναγκάζοντας τον εφεδρικό στρατό, υπό τη διεύθυνση του στρατηγού Φρίντριχ Φρομ, να αναλάβει τον έλεγχο της κυβέρνησης. Τα στρατεύματα αυτά θα καταλάμβαναν στη συνέχεια σημαντικά κτίρια και σταθμούς επικοινωνίας στο Βερολίνο, ώστε οι συνωμότες να μπορέσουν να αποκτήσουν και να αναδιοργανώσουν το γερμανικόκυβέρνηση. Γι' αυτό το λόγο το σχέδιο προέβλεπε τη δολοφονία όχι μόνο του Χίτλερ αλλά και του Χάινριχ Χίμλερ, αφού ως επικεφαλής των SS ήταν ο πιθανός διάδοχος του Χίτλερ. Ο Χίμλερ θα ήταν πιθανόν εξίσου κακός, αν όχι χειρότερος από τον ίδιο τον Χίτλερ. Ένα άλλο ζήτημα προέκυψε με τον Φρομ- ήταν το μόνο άλλο άτομο εκτός από τον Χίτλερ που θα μπορούσε να θέσει σε εφαρμογή την επιχείρηση Βαλκυρία, οπότε αν δεν εντασσόταν στους συνωμότες, το σχέδιοθα κατέρρεε γρήγορα μόλις τεθεί σε εφαρμογή.

Στις 20 Ιουλίου 1944, μετά από πολλές αποτυχημένες προσπάθειες, ο φον Στάουφενμπεργκ πήγε αεροπορικώς στο καταφύγιο του Χίτλερ στην Ανατολική Πρωσία, που ονομαζόταν "Φωλιά του Λύκου", για να συμμετάσχει σε μια στρατιωτική διάσκεψη. Μόλις έφτασε, πήγε στο μπάνιο, όπου ενεργοποίησε τον χρονοδιακόπτη της βόμβας που μετέφερε στο χαρτοφύλακά του- αυτό θα του έδινε δέκα λεπτά για να εκκενώσει το κτίριο πριν εκραγεί. Επέστρεψε στοαίθουσα συσκέψεων, όπου ο Χίτλερ ήταν παρών μαζί με περισσότερους από 20 άλλους αξιωματικούς. Ο φον Στάουφενμπεργκ τοποθέτησε τον χαρτοφύλακα κάτω από το τραπέζι και στη συνέχεια έφυγε για να κάνει ένα προγραμματισμένο τηλεφώνημα. Αφού πέρασαν λίγα λεπτά, άκουσε μια έκρηξη και είδε καπνό να βγαίνει από την αίθουσα συσκέψεων, αφήνοντάς τον να πιστέψει ότι το σχέδιο ήταν επιτυχές. Έφυγε γρήγορα από τη φωλιά του λύκου για να επιστρέψει αεροπορικώς στο Βερολίνο, ώστε να μπορέσει να παίξει το ρόλο τουστην αναμόρφωση της κυβέρνησης.

Ωστόσο, ο φον Στάουφενμπεργκ έκανε λάθος. Από τις τέσσερις απώλειες, ο Χίτλερ δεν ήταν ένας από αυτούς, και οι αντικρουόμενες αναφορές για το αν ήταν νεκρός ή ζωντανός έκαναν εκείνους στο Βερολίνο να κωλυσιεργήσουν στην έναρξη της επιχείρησης Βαλκυρία. Αυτό οδήγησε σε αρκετές ώρες σύγχυσης και αντικρουόμενων αναφορών και από τις δύο πλευρές, μέχρι που ο Χίτλερ, όντας μόνο ελαφρά τραυματισμένος, είχε αναρρώσει αρκετά ώστε να καλέσει αρκετούς αξιωματικούς οι ίδιοι για να τους ενημερώσειτης επιβίωσής του. Ο Φρομ, ελπίζοντας να σβήσει τις όποιες υποψίες εναντίον του, διέταξε αμέσως την εκτέλεση του φον Στάφενμπεργκ και άλλων τριών συνωμοτών του σε θάνατο. Εκτελέστηκαν από εκτελεστικό απόσπασμα τις πρώτες πρωινές ώρες της 21ης Ιουλίου. Περίπου 7.000 ακόμη άτομα θα συλλαμβάνονταν για δραστηριότητες που σχετίζονταν με τη συνωμοσία της 20ής Ιουλίου, ενώ περίπου 4.980 θα εκτελούνταν για τα εγκλήματά τους, συμπεριλαμβανομένου του Φρομ.

Υπάρχουν πολλές θεωρίες σχετικά με το γιατί η έκρηξη δεν σκότωσε τον Χίτλερ. Οι δύο πιο σημαντικοί παράγοντες αφορούν το πόδι του τραπεζιού της σύσκεψης και την ίδια την αίθουσα συνεδριάσεων. Ο φον Στάουφενμπεργκ είχε τοποθετήσει τον χαρτοφύλακα που περιείχε τη βόμβα στην πλευρά του ποδιού του τραπεζιού που ήταν πιο κοντά στον Χίτλερ, αλλά οι λογαριασμοί έδειξαν ότι είχε μετακινηθεί από την αρχική του θέση, στέλνοντας το μέγεθος της έκρηξης μακριά από τονΧίτλερ. Ο δεύτερος παράγοντας ήταν ο τόπος της συνάντησης. Αν η διάσκεψη είχε λάβει χώρα σε ένα από τα κλειστά δωμάτια μέσα στο καταφύγιο, όπως λένε ορισμένες πηγές ότι έπρεπε να γίνει, τότε η έκρηξη θα ήταν πιο περιορισμένη και πιο πιθανό να είχε σκοτώσει τους επιδιωκόμενους στόχους. Αλλά, καθώς έλαβε χώρα σε ένα από τα υπαίθρια κτίρια της διάσκεψης, το μέγεθος της έκρηξης ήταν λιγότερο συγκεντρωμένο.

Αν και η αποτυχία αυτής της προσπάθειας ήταν ένα πλήγμα για όλους όσοι αντιτάχθηκαν στη βασιλεία του Χίτλερ, συμβόλιζε την αποδυνάμωση της γερμανικής κυβέρνησης και την έναρξη της συμμαχικής νίκης.

Το 2008, η ταινία Βαλκυρία με πρωταγωνιστή τον Τομ Κρουζ, απεικονίζει την απόπειρα δολοφονίας της 20ής Ιουλίου και την αποτυχημένη εκτέλεση της επιχείρησης Βαλκυρία.