Antes da Operación Valquiria en 1944, os axentes pasaron dous anos planeando o intento final de asasinato de Adolf Hitler. Varios membros do goberno alemán crían que Hitler estaba a destruír Alemaña e déronse conta que a súa única esperanza de non ser borrado polas potencias aliadas era retiralo do poder. En 1944 xa houbo varios intentos errados contra a vida de Hitler. Este intento requiriría un plan totalmente novo, porque mentres a guerra estaba a suceder Hitler case nunca visitou Alemaña, e o seu equipo de seguridade estaba en alerta máxima por mor doutros esforzos fallidos.

Os principais conspiradores do complot incluían a Claus von Stauffenberg. , Wilhelm Canaris, Carl Goerdeler, Julius Leber, Ulrich Hassell, Hans Oster, Peter von Wartenburg, Henning von Tresckow, Friedrich Olbricht, Werner von Haeften, Fabian Schlabrendorft, Ludwig Beck e Erwin von Witzleben; todos eles eran membros do goberno militar ou burocrático. O seu plan xiraba en torno a unha versión revisada da Operación Valkyrie (Unternehmen Walküre) co fin de facerse co control da nación e poder facer a paz cos aliados antes de que invadisen Alemaña. Esta operación, aprobada polo propio Hitler, debía utilizarse se se producía unha ruptura da orde legal ou das comunicacións entre as distintas partes do goberno debido a un levantamento ou ataque. Na versión modificada, o factor iniciador sería a mortede Hitler xunto con algúns dos seus principais conselleiros con sospeitas que recaían nas ramas máis fanáticas do goberno, obrigando ao Exército de Reserva, baixo a dirección do xeneral Friedrich Fromm, a tomar o control do goberno. Estas tropas tomarían entón importantes edificios e estacións de comunicación en Berlín para que os conspiradores puidesen gañar e reorganizar o goberno alemán. Por iso o plan era asasinar non só a Hitler senón tamén a Heinrich Himmler, xa que como xefe das SS era o probable sucesor de Hitler. Himmler probablemente sería igual de malo, se non peor, que o propio Hitler. Outra cuestión xurdiu en Fromm; era a única outra persoa ademais de Hitler que podía poñer en marcha a Operación Valquiria, polo que se non se unía aos conspiradores, o plan derrubaría rapidamente unha vez que se poña en marcha.

O 20 de xullo de 1944, despois de varios intentos abortados, Von Stauffenberg voou ao búnker de Hitler en Prusia Oriental, chamado Guarida do Lobo, para asistir a unha conferencia militar. Unha vez que chegou, escusouse ata o baño, onde iniciou o temporizador da bomba que levaba no maletín; isto daríalle dez minutos para evacuar o edificio antes de que detonase. Volveu á sala de conferencias, onde Hitler estivo presente entre máis de 20 oficiais. Von Stauffenberg colocou o maletín debaixo da mesa, despois marchou para coller un teléfono previstochamar. Despois de que pasaran minutos, escoitou unha explosión e viu fume saír da sala de conferencias, deixándoo crer que o plan foi exitoso. Axiña abandonou a Guarida do Lobo para voar de volta a Berlín para poder desempeñar o seu papel na reforma do goberno.

Con todo, Von Stauffenberg equivocouse. Das catro vítimas, Hitler non foi unha, e os informes contradictorios sobre se estaba vivo ou morto fixeron que os de Berlín se deran en iniciar a Operación Valquiria. Isto provocou varias horas de confusión e informes conflitivos de ambos os bandos ata que Hitler, só sendo ferido levemente, recuperouse o suficiente como para chamar a varios oficiais para informarlles da súa supervivencia. Fromm, coa esperanza de sofocar calquera sospeita sobre si mesmo, ordenou inmediatamente a morte de Von Staffenberg e outros tres dos seus conspiradores. Foron executados por un pelotón de fusilamento na madrugada do 21 de xullo. Ao redor de 7.000 persoas máis serían detidas por actividades relacionadas coa trama do 20 de xullo, con preto de 4.980 executados polos seus crimes, entre eles Fromm.

Hai moitas teorías sobre por que a explosión non matou a Hitler. Os dous factores máis significativos implican a pata da mesa de conferencias e a propia sala de conferencias. Von Stauffenberg colocara o maletín que contén a bomba no lado da pata da mesa máis preto de Hitler, pero os relatos mostran que foramoveuse da súa posición orixinal, afastando a magnitude da explosión de Hitler. O segundo factor foi o lugar da reunión. Se a conferencia tivese lugar nunha das salas pechadas dentro do búnker, como algunhas fontes din que debía ser, entón a explosión tería sido máis contida e é máis probable que matara os obxectivos previstos. Pero, como tivo lugar nun dos edificios de conferencias ao aire libre, a magnitude da explosión estivo menos concentrada.

Aínda que o fracaso deste intento foi un golpe para todos os que se opuxeron ao reinado de Hitler, si simbolizou o debilitamento do goberno alemán e o inicio da vitoria aliada.

En 2008, a película Valkyrie , protagonizada por Tom Cruise, representaba o intento de asasinato do 20 de xullo e a execución fallida da Operación Valquiria.