ก่อน ปฏิบัติการวาลคิรี ในปี 1944 เจ้าหน้าที่ใช้เวลาสองปีในการวางแผนลอบสังหารอดอล์ฟ ฮิตเลอร์ครั้งสุดท้าย สมาชิกหลายคนของรัฐบาลเยอรมันเชื่อว่าฮิตเลอร์กำลังทำลายล้างเยอรมนีและตระหนักว่าความหวังเดียวของพวกเขาที่จะไม่ถูกกำจัดโดยฝ่ายสัมพันธมิตรคือการถอดเขาออกจากอำนาจ ในปี 1944 มีความพยายามที่ล้มเหลวหลายครั้งในชีวิตของฮิตเลอร์ ความพยายามนี้จำเป็นต้องมีแผนใหม่ทั้งหมด เพราะในขณะที่สงครามกำลังดำเนินอยู่ ฮิตเลอร์แทบไม่เคยไปเยือนเยอรมนีเลย และทีมรักษาความปลอดภัยของเขาก็ตื่นตัวสูงเพราะความพยายามอื่นๆ ที่ล้มเหลว

ผู้สมรู้ร่วมคิดหลักของแผนนี้รวมถึงคลอส ฟอน ชเตาฟ์เฟนแบร์ก , 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 และ Erwin von Witzleben; พวกเขาทั้งหมดเป็นสมาชิกของรัฐบาลทหารหรือข้าราชการ แผนของพวกเขาวนเวียนอยู่กับ Operation Valkyrie ฉบับปรับปรุง (Unternehmen Walküre) เพื่อที่จะเข้าควบคุมประเทศและสามารถสร้างสันติภาพกับพันธมิตรก่อนที่พวกเขาจะรุกรานเยอรมนี การดำเนินการนี้ซึ่งได้รับอนุมัติจากฮิตเลอร์เอง จะใช้ในกรณีที่กฎหมายและระเบียบหรือการสื่อสารระหว่างส่วนต่าง ๆ ของรัฐบาลหยุดชะงักเนื่องจากการจลาจลหรือการโจมตี ในเวอร์ชั่นแก้ไข ปัจจัยเริ่มต้นจะเป็นความตายของฮิตเลอร์พร้อมกับที่ปรึกษาคนสำคัญบางคนของเขาด้วยความสงสัยว่าจะตกอยู่กับสาขาของรัฐบาลที่คลั่งไคล้มากขึ้น บังคับให้กองทัพสำรองภายใต้การนำของนายพลฟรีดริช ฟรอมม์ เข้าควบคุมรัฐบาล จากนั้นกองทหารเหล่านี้จะเข้ายึดอาคารสำคัญและสถานีสื่อสารในกรุงเบอร์ลินเพื่อให้ผู้สมรู้ร่วมคิดได้รับและจัดระเบียบรัฐบาลเยอรมันใหม่ นี่คือสาเหตุที่แผนการลอบสังหารไม่เพียงแต่ฮิตเลอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงไฮน์ริช ฮิมม์เลอร์ด้วย เนื่องจากในฐานะหัวหน้าหน่วยเอสเอส เขาเป็นผู้สืบทอดตำแหน่งที่น่าจะเป็นไปได้ของฮิตเลอร์ ฮิมม์เลอร์อาจจะแย่พอๆ กันหากไม่แย่ไปกว่าตัวฮิตเลอร์เอง อีกประเด็นหนึ่งเกิดขึ้นในฟรอมม์ เขาเป็นคนเดียวนอกเหนือจากฮิตเลอร์ที่สามารถทำให้ปฏิบัติการวาลคิรีมีผล ดังนั้นหากเขาไม่เข้าร่วมกับผู้สมรู้ร่วมคิด แผนจะพังทลายลงอย่างรวดเร็วเมื่อเริ่มดำเนินการ

ในวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2487 หลังจากความพยายามล้มเลิกหลายครั้ง ฟอน ชเตาฟ์เฟนแบร์กบินออกไปที่หลุมหลบภัยของฮิตเลอร์ในปรัสเซียตะวันออก ซึ่งเรียกว่ารังหมาป่าเพื่อเข้าร่วมการประชุมทางทหาร เมื่อเขามาถึง เขาขอตัวไปห้องน้ำ และเริ่มจับเวลาที่ระเบิดที่เขาพกอยู่ในกระเป๋าเอกสาร สิ่งนี้จะให้เวลาเขาสิบนาทีในการอพยพออกจากอาคารก่อนที่มันจะระเบิด เขากลับไปที่ห้องประชุมซึ่งฮิตเลอร์อยู่ท่ามกลางนายทหารอีกกว่า 20 นาย ฟอน สเตาฟ์เฟนแบร์กวางกระเป๋าเอกสารไว้ใต้โต๊ะ จากนั้นออกไปหยิบโทรศัพท์ที่วางแผนไว้เรียก. หลังจากผ่านไปหลายนาที เขาก็ได้ยินเสียงระเบิดและเห็นควันลอยออกมาจากห้องประชุม ทำให้เขาเชื่อว่าแผนสำเร็จ เขารีบออกจากรังหมาป่าเพื่อบินกลับไปยังเบอร์ลินเพื่อที่เขาจะได้มีบทบาทในการปฏิรูปรัฐบาล

อย่างไรก็ตาม ฟอน ชเตาฟ์เฟนแบร์กคิดผิด ในบรรดาผู้เสียชีวิตทั้งสี่ ฮิตเลอร์ไม่ใช่คนเดียว และรายงานที่ขัดแย้งกันว่าเขาตายหรือยังมีชีวิตอยู่ ทำให้ผู้ที่อยู่ในเบอร์ลินหยุดชะงักในการเริ่มปฏิบัติการวาลคิรี สิ่งนี้นำไปสู่ความสับสนและความขัดแย้งกันหลายชั่วโมงจากทั้งสองฝ่าย จนกระทั่งฮิตเลอร์ซึ่งได้รับบาดเจ็บเพียงเล็กน้อย พักฟื้นมากพอที่จะโทรหาเจ้าหน้าที่หลายคนด้วยตนเองเพื่อแจ้งให้ทราบถึงการรอดชีวิตของเขา ฟรอมม์ด้วยความหวังที่จะระงับความสงสัยใดๆ เกี่ยวกับตัวเขาเอง จึงได้สั่งประหารชีวิตฟอน สตาฟเฟนแบร์กและผู้สมรู้ร่วมคิดของเขาอีกสามคนทันที พวกเขาถูกประหารชีวิตด้วยการยิงหมู่ในช่วงเช้าตรู่ของวันที่ 21 กรกฎาคม ผู้คนอีกราว 7,000 คนจะถูกจับกุมในข้อหาทำกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับแผนการในวันที่ 20 กรกฎาคม โดยมีผู้ถูกประหารชีวิตราว 4,980 คนในข้อหาก่ออาชญากรรม รวมถึงฟรอมม์ด้วย

มีหลายทฤษฎีว่าทำไมการระเบิดไม่ได้ทำให้ฮิตเลอร์เสียชีวิต ปัจจัยที่สำคัญที่สุดสองประการเกี่ยวข้องกับขาโต๊ะประชุมและตัวห้องประชุม ฟอน ชเตาฟ์เฟนแบร์กวางกระเป๋าเอกสารที่บรรจุระเบิดไว้ข้างขาโต๊ะที่ใกล้กับฮิตเลอร์มากที่สุด แต่มีรายงานระบุว่าย้ายจากตำแหน่งเดิม ส่งขนาดของการระเบิดออกไปจากฮิตเลอร์ ปัจจัยที่สองคือสถานที่นัดพบ หากการประชุมเกิดขึ้นในห้องปิดห้องใดห้องหนึ่งภายในบังเกอร์ ตามที่บางแหล่งกล่าวว่าควรเป็นเช่นนั้น การระเบิดก็จะถูกกักกันมากขึ้นและมีแนวโน้มที่จะสังหารเป้าหมายที่ตั้งใจไว้ แต่เนื่องจากเกิดขึ้นในอาคารประชุมกลางแจ้งแห่งหนึ่ง ขนาดของการระเบิดจึงมีความเข้มข้นน้อยกว่า

แม้ว่าความล้มเหลวของความพยายามนี้จะสร้างความเสียหายให้กับทุกคนที่ต่อต้านการปกครองของฮิตเลอร์ แต่ก็เป็นสัญลักษณ์ของความอ่อนแอของรัฐบาลเยอรมันและการเริ่มต้นของชัยชนะของฝ่ายสัมพันธมิตร

ในปี 2008 ภาพยนตร์เรื่องนี้ วาลคิรี นำแสดงโดยทอม ครูซ บรรยายถึงความพยายามลอบสังหารเมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม และการดำเนินการที่ล้มเหลวของปฏิบัติการวาลคิรี