Fyrir Valkyrjuaðgerðina árið 1944 eyddu yfirmenn tveimur árum í að skipuleggja lokamorðtilraunina á Adolf Hitler. Nokkrir meðlimir þýsku ríkisstjórnarinnar töldu að Hitler væri að eyðileggja Þýskaland og gerðu sér grein fyrir að eina von þeirra um að verða ekki útrýmt af bandalagsríkjunum væri að koma honum frá völdum. Árið 1944 höfðu þegar verið nokkrar rangar tilraunir á lífi Hitlers. Þessi tilraun myndi krefjast alveg nýrrar áætlunar, því þar sem stríðið var í gangi heimsótti Hitler nánast aldrei Þýskaland og öryggissveit hans var í viðbragðsstöðu vegna annarra misheppnaðra tilrauna.

Helstu samsærismenn söguþræðisins voru meðal annars 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 og Erwin von Witzleben; allir voru þeir annað hvort meðlimir hersins eða embættismannastjórnarinnar. Áætlun þeirra snerist um endurskoðaða útgáfu af Valkyrie-aðgerðinni (Unternehmen Walküre) til þess að ná yfirráðum yfir þjóðinni og geta gert frið við bandamenn áður en þeir réðust inn í Þýskaland. Þessi aðgerð, sem Hitler samþykkti sjálfur, átti að nota ef bilun varð í lögreglu eða samskiptum milli mismunandi hluta stjórnvalda vegna uppreisnar eða árásar. Í breyttri útgáfu væri upphafsþátturinn dauðinnHitlers ásamt nokkrum af helstu ráðgjöfum hans með grunsemdir um ofstækisfyllri greinar ríkisstjórnarinnar, sem neyddi varaherinn, undir stjórn Friedrichs Fromms hershöfðingja, til að taka við stjórninni. Þessir hermenn myndu síðan hertaka mikilvægar byggingar og fjarskiptastöðvar í Berlín svo að samsærismennirnir gætu náð og endurskipulagt þýska ríkisstjórnina. Þess vegna var ætlunin að myrða ekki aðeins Hitler heldur einnig Heinrich Himmler, þar sem hann sem yfirmaður SS var líklega arftaki Hitlers. Himmler væri líklega jafn slæmur ef ekki verri en Hitler sjálfur. Annað mál kom upp í Fromm; hann var eini maðurinn fyrir utan Hitler sem gat sett Valkyrjuaðgerðina í framkvæmd, þannig að ef hann gekk ekki til liðs við samsærismenn myndi áætlunin fljótt falla í sundur þegar hún var tekin í notkun.

Þann 20. júlí 1944, eftir nokkrar tilraunir sem hafa verið hætt, flaug Von Stauffenberg út í glompu Hitlers í Austur-Prússlandi, kölluð Úlfsbæli, til að sækja herráðstefnu. Þegar hann kom, afsakaði hann sig á klósettið, þar sem hann setti tímamælinn á sprengjuna sem hann hafði verið með í skjalatöskunni sinni; þetta myndi gefa honum tíu mínútur til að rýma bygginguna áður en hún sprengdi. Hann sneri aftur í ráðstefnusalinn, þar sem Hitler var viðstaddur á meðal meira en 20 annarra yfirmanna. Von Stauffenberg setti skjalatöskuna undir borðið og fór síðan til að taka fyrirhugaðan símahringja. Eftir að mínútur voru liðnar heyrði hann sprengingu og sá reyk koma frá fundarherberginu og trúði því að áætlunin hafi tekist. Hann yfirgaf Úlfsbæli fljótt til að fljúga aftur til Berlínar svo hann gæti gegnt hlutverki sínu í endurbótum á ríkisstjórninni.

Hins vegar hafði Von Stauffenberg rangt fyrir sér. Af fjórum fórnarlömbum var Hitler ekki einn og misvísandi fregnir um hvort hann væri dauður eða lifandi gerðu það að verkum að þeir sem voru í Berlín stöðvuðust við að hefja Valkyrjuaðgerðina. Þetta leiddi til nokkurra klukkustunda ruglings og misvísandi fregna frá báðum hliðum þar til Hitler, sem var aðeins slasaður, hafði náð sér nægilega vel til að hringja í nokkra yfirmenn sjálfir til að tilkynna þeim um að hann lifði af. Fromm, í von um að bæla niður allan grun um sjálfan sig, fyrirskipaði strax aftöku Von Staffenberg og þriggja annarra samsærismanna hans til dauða. Þeir voru teknir af lífi af skotsveitum snemma morguns 21. júlí. Um 7.000 til viðbótar yrðu handteknir vegna athafna sem tengdust áætluninni 20. júlí, en um 4.980 voru teknir af lífi fyrir glæpi sína, þar á meðal Fromm.

Það eru margar kenningar um hvers vegna sprengingin drap Hitler ekki. Tveir mikilvægustu þættirnir fela í sér fótlegg ráðstefnuborðsins og fundarherbergið sjálft. Von Stauffenberg hafði sett skjalatöskuna sem innihélt sprengjuna á hlið borðfótarins næst Hitler, en frásagnir hafa sýnt að það hafi veriðflutti frá upprunalegri stöðu sinni og sendi umfang sprengingarinnar frá Hitler. Annar þátturinn var fundarstaðurinn. Ef ráðstefnan hefði átt sér stað í einu af lokuðu herbergjunum inni í glompunni, eins og sumar heimildir segja að það hafi átt að vera, þá hefði sprengingin verið meira takmörkuð og líklegri til að drepa ætluð skotmörk. En þar sem hún átti sér stað í einni af ráðstefnubyggingunum utandyra var umfang sprengingarinnar minna einbeitt.

Þó að misheppnin í þessari tilraun hafi verið reiðarslag fyrir alla sem voru á móti valdatíð Hitlers, táknaði hún veikingu þýskra stjórnvalda og upphaf sigurs bandamanna.

Árið 2008 var myndin Valkyrja með Tom Cruise í aðalhlutverki, sýndi morðtilraunina 20. júlí og misheppnaða framkvæmd Valkyrjuaðgerðarinnar.