Um den von Adolf Hitler geplanten Krieg zu verhindern, hatte der Generalstabschef des Heeres, Generaloberst Ludwig Beck schon im Sommer 1938 auf den Rücktritt der Generalität hingewirkt. Im August trat er aus Gewissensgründen von seinem Amt zurück, blieb aber treibende Kraft der zum Staatsstreich entschlossenen Militärkreise. Beck, der nach einem erfolgreichen Attentat auf Hitler Staatsoberhaupt werden sollte, hielt engen Kontakt zu Carl Friedrich Goerdeler, dem Kopf des zivilen Widerstands, der für das Amt des Reichskanzlers vorgesehen war. In Abstimmung mit Beck und Goerdeler erarbeitete der Chef des Allgemeinen Heeresamts, General der Infanterie Friedrich Olbricht, die "Walküre-Pläne", mit denen die Verschwörer sich beim Umsturz die vollziehende Gewalt sichern wollten.
Im Herbst 1943 forderte Olbricht den Oberstleutnant Claus Schenk Graf von Stauffenberg für das Heeresamt an, der in den folgenden Monaten entschlossen war, ein Attentat auf Hitler schon bereits aus moralischen Gründen zu unternehmen. Auch Stauffenbergs enger Mitstreiter Generalmajor Henning von Tresckow drängte angesichts der aussichtslosen militärischen Situation Deutschlands im Sommer 1944 zur Ermordung Hitlers, um dem In- und Ausland zu zeigen, "daß die deutsche Widerstandsbewegung vor der Welt und vor der Geschichte den entscheidenden Wurf gewagt hat". Nachdem bereits mehrere Attentatsversuche gescheitert waren, legte Stauffenberg - inzwischen Oberst und Stabschef des Befehlshabers des Ersatzheeres Fromm - am 20. Juli 1944 im "Führerhauptquartier Wolfsschanze" bei einer Lagebesprechung mit Hitler eine Bombe. Als bekannt wurde, dass Hitler den Anschlag nur leicht verletzt überlebt hatte, zeichnete sich bereits das Scheitern des Umsturzversuches ab. Gegen 21 Uhr bestellte Olbricht seinen bei einer Dienststelle der Luftwaffe in Bernau bei Berlin tätigen Schwiegersohn, Major Friedrich Georgi (1917-1998), zu sich und erläuterte ihm seine Beweggründe und die politische Notwendigkeit des Attentats. Georgi gelang es, den bereits von hitlertreuen Einheiten umstellten Bendlerblock mit belastendem Material aus Olbrichts Panzerschrank zu verlassen. Nach Bernau zurückgekehrt, verfasste er einen persönlich gehaltenen Bericht über das letzte Treffen mit seinem Schwiegervater.
Gegen 23 Uhr erklärte der Befehlshaber des Ersatzheeres Generaloberst Friedrich Fromm (1888-1945) die Verschwörer in Berlin für verhaftet und verkündete unverzüglich Todesurteile wegen Hochverrats. Während Georgi das NS-Regime überlebte, wurden Friedrich Olbricht, Claus Schenk Graf von Stauffenberg, Mertz von Quirnheim und Werner von Haeften noch in der Nacht zum 21. Juli 1944 im Hof des Bendlerblocks erschossen. Dem ebenfalls dort anwesenden Beck war kurz zuvor "ehrenhalber" ein Revolver überreicht worden. Nachdem er sich auch mit einem zweiten Schuss nicht tödlich getroffen hatte, erhielt der schwerverletzte Beck nach einiger Zeit von einem Angehörigen des Wachkommandos den Todesschuss.
Zeitweilig erfolgreicher verlief der Umsturz in Paris, wo der Militärbefehlshaber in Frankreich, Carl Heinrich von Stülpnagel, mit Vertrauten über 1.200 Mitglieder des Sicherheitsapparates inhaftierte. Als sich jedoch der Oberbefehlshaber West, Generalfeldmarschall Hans Günther von Kluge, dem Umsturzversuch verweigerte, war auch das Schicksal der Putschisten in Frankreich besiegelt. Stülpnagel wurde nach einem gescheiterten Selbstmordversuch solange in einem Krankenhaus gepflegt, bis er vom Volksgerichtshof zum Tode verurteilt werden konnte. Auch mit anderen Teilnehmern der Verschwörung machte der Volksgerichtshof unter Roland Freisler kurzen Prozess. Nach einer Anweisung Hitlers sollten die Verschwörer innerhalb von zwei Stunden nach dem Urteilsspruch "wie Schlachtvieh aufgehängt" werden. Dieses Schicksal traf auch Oberst Friedrich Gustav Jaeger,der am 20. Juli 1944 den Befehl erhalten hatte, Reichspropagandaminister Joseph Goebbels zu verhaften. An der Ecke Wilhelmstraße/Unter den Linden zerstreuten sich die ihm unterstellten Einheiten jedoch, als Hitlers Überleben bekannt wurde.
Auf gleiche Weise hingerichtet wurde Oberleutnant Albrecht von Hagen. Beim Oberkommando des Heeres eingesetzt, war er maßgeblich an der Beschaffung des Sprengstoffs für das Attentat vom 20. Juli beteiligt. Zugleich ist die Familie von Hagen ein Beispiel für die von den Nationalsozialisten verhängte "Sippenhaft": Auch von Hagens Frau, seine Kinder und Eltern sowie seine beiden im Reich befindlichen Brüder wurden inhaftiert, eine Schwester wurde "strafversetzt".
Cuno Raabe, nach dem Umsturz als Verkehrsminister vorgesehen, zählt zu den wenigen Inhaftierten, die überlebten: Bei einem Bombenangriff auf Berlin war seine Anklageschrift verbrannt.
