Pred Operácia Valkýra v roku 1944 dôstojníci strávili dva roky plánovaním posledného pokusu o atentát na Adolfa Hitlera. Viacerí členovia nemeckej vlády verili, že Hitler ničí Nemecko, a uvedomovali si, že ich jedinou nádejou, aby ich spojenecké mocnosti nezničili, je odstrániť ho od moci. V roku 1944 už došlo k niekoľkým neúspešným pokusom o atentát na Hitlera. Tento pokus by si vyžadoval úplne novýplán, pretože počas vojny Hitler takmer nenavštívil Nemecko a jeho bezpečnostný tím bol v pohotovosti kvôli iným neúspešným pokusom.

Medzi hlavných sprisahancov patrili 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 a Erwin von Witzleben; všetci boli buď členmi armády, alebo byrokratickej vlády.verzia operácie Valkýra (Unternehmen Walküre), aby získal kontrolu nad národom a mohol uzavrieť mier so Spojencami pred ich inváziou do Nemecka. Táto operácia, schválená samotným Hitlerom, sa mala použiť v prípade, že by došlo k narušeniu zákonnosti a poriadku alebo komunikácie medzi jednotlivými zložkami vlády v dôsledku povstania alebo útoku. V modifikovanej verzii bol iniciátoromby bola smrť Hitlera spolu s niektorými jeho kľúčovými poradcami, pričom podozrenie by padlo na fanatickejšie zložky vlády, čo by prinútilo záložnú armádu pod vedením generála Friedricha Fromma prevziať kontrolu nad vládou. Tieto jednotky by sa potom zmocnili dôležitých budov a komunikačných staníc v Berlíne, aby mohli sprisahanci získať a reorganizovať nemeckúvlády. Preto bolo v pláne zavraždiť nielen Hitlera, ale aj Heinricha Himmlera, keďže ako šéf SS bol pravdepodobným Hitlerovým nástupcom. Himmler by bol pravdepodobne rovnako zlý, ak nie horší ako samotný Hitler. Ďalší problém vznikol u Fromma; bol jedinou osobou okrem Hitlera, ktorá mohla uskutočniť operáciu Valkýra, takže ak by sa nepridal k sprisahancom, plánby sa rýchlo rozpadla, keď by sa začala realizovať.

20. júla 1944, po niekoľkých zmarených pokusoch, odletel von Stauffenberg do Hitlerovho bunkra vo Východnom Prusku, nazývaného Vlčie brloh, aby sa zúčastnil na vojenskej konferencii. Po príchode sa ospravedlnil na toaletu, kde spustil časovač na bombe, ktorú mal pri sebe v kufríku; to mu malo poskytnúť desať minút na evakuáciu budovy pred jej odpálením. Vrátil sa dokonferenčnej miestnosti, kde bol medzi viac ako 20 ďalšími dôstojníkmi prítomný aj Hitler. Von Stauffenberg položil aktovku pod stôl a potom odišiel vybaviť plánovaný telefonát. Po niekoľkých minútach počul výbuch a videl dym vychádzajúci z konferenčnej miestnosti, čo ho nechalo v domnienke, že plán bol úspešný. Rýchlo opustil Vlčie brlohy, aby odletel späť do Berlína a mohol zohrať svoju úlohupri reformovaní vlády.

Von Stauffenberg sa však mýlil. Medzi štyrmi obeťami nebol Hitler a protichodné správy o tom, či je mŕtvy alebo živý, spôsobili, že tí v Berlíne otáľali so začatím operácie Valkýra. To viedlo k niekoľkohodinovému zmätku a protichodným správam z oboch strán, až kým sa Hitler, ktorý bol len ľahko zranený, nezotavil natoľko, aby sám zavolal niekoľkých dôstojníkov a informoval ichFromm v nádeji, že potlačí akékoľvek podozrenia voči svojej osobe, okamžite nariadil popravu von Staffenberga a ďalších troch jeho sprisahancov na smrť. 21. júla v skorých ranných hodinách ich popravili zastrelením. Za aktivity súvisiace so sprisahaním z 20. júla malo byť zatknutých ďalších približne 7 000 ľudí, pričom za ich zločiny malo byť popravených približne 4 980 ľudí vrátane Fromma.

Existuje mnoho teórií, prečo výbuch Hitlera nezabil. Dva najvýznamnejšie faktory sa týkajú nohy konferenčného stola a samotnej konferenčnej miestnosti. Von Stauffenberg umiestnil kufrík s bombou na tú stranu nohy stola, ktorá bola najbližšie k Hitlerovi, ale účty ukázali, že bol posunutý z pôvodnej pozície, čím sa veľkosť výbuchu vzdialila odHitler. Druhým faktorom bolo miesto stretnutia. Ak by sa konferencia konala v jednej z uzavretých miestností vo vnútri bunkra, ako sa podľa niektorých zdrojov predpokladalo, výbuch by bol obmedzenejší a pravdepodobnejšie by zabil zamýšľané ciele. Keďže sa však konala v jednej z vonkajších konferenčných budov, výbuch bol menej koncentrovaný.

Neúspech tohto pokusu bol síce ranou pre všetkých, ktorí boli proti Hitlerovej vláde, ale symbolizoval oslabenie nemeckej vlády a začiatok víťazstva Spojencov.

V roku 2008 bol film Valkýra s Tomom Cruisom v hlavnej úlohe, ktorý zobrazuje atentát z 20. júla a neúspešnú operáciu Valkýra.