Heinäkuun murhayritys: Vallankaappaus epäonnistuu
Hitlerin asema oli epätavallinen sotaa käyvien kansakuntien johtajien keskuudessa, ennen kaikkea koska hän oli ainoa, joka joutui jatkuvasti omien armeijankomentajiensa murhayritysten kohteeksi. Jo 1938 ryhmä eturivin kenraaleja, joukossa silloinen armeijan yleisesikunnan päällikkö Ludwig Beck, yritti syöstä Hitlerin vallasta välttääkseen sodan Tšekkoslovakian sodan seurauksena. Münchenin sopimus kuitenkin pysäytti suunnitelmat, ennen kuin niistä tuli ajankohtaisia jälleen 1939 kadotakseen vielä kerran hallituksen suosion vuoksi. Neuvostoliiton offensiivin aikana ryhmä salaliittolaisia, jotka eivät halunneet Hitlerin tuhoavan Saksaa ja Saksan armeijan mainetta ja kunniaa, tutki mahdollisuuksia tappaa yksinvaltias johtaja ja kaapata valta.
Se osoittautui paljon monimutkaisemmaksi tehtäväksi kuin etukäteen olisi ehkä voinut kuvitella. Hitlerillä oli ympärillään vahvat turvallisuusjoukot, mutta monet salaliittolaisista olivat usein Führerin läheisyydessä. Kenraali Henning von Tresckow, yksi salaliiton johtajista, sijoitti maaliskuussa 1943 ajastetun pommin Hitlerin lentokoneeseen – pommi aktivoitiin liittoutuneiden laskuvarjopakkauksista takavarikoiduilla räjähteillä ja sytyttimellä, mutta panos ei räjähtänyt. Toinen suunnitelma tavoitteli Hitlerin räjäyttämistä itsemurhaiskussa hänen tutkiessaan uusia univormuja, mutta Hitler ei ilmaantunut paikalle, ja suunnitelma valui hukkaan. Heinäkuussa 1944 nuori eversti von Stauffenberg haavoituttuaan vakavasti Tunisiassa kyllästyi tulosten uupumiseen ja ilmoittautui vapaaehtoiseksi viemään pommin Hitlerin päivittäiseen kokoukseen päämaja "Sudenpesässä" Rastenburgissa, Itä-preussissa. Hän saapui kaksi kertaa bunkkeriin pommi salkussaan, mutta ensimmäisellä kerralla Hitler oli lähtenyt päämajasta oletettua aikaisemmin, ja toisella kerralla Himmler ja Göring (myös iskun kohteita) eivät olleet paikalla.
20. heinäkuuta 1944 Stauffenbergin mitta tuli täyteen, ja operaatio Valkyyria toteutettiin. Koodinimi lainattiin turvallisuussuunnitelmasta, joka oli määrä toteuttaa, jos maahan syntyisi poliittinen kaaos – nyt Valkyyria sen sijaan hallitsisi Saksan armeijaa Hitlerin kuoleman jälkeen. Kun huhut Hitlerin kuolemasta alkaisivat levitä, armeijan joukot Berliinissä ja muilla tärkeillä alueilla ottaisivat avainroolin ja pidättäisivät puolueen jäseniä. Stauffenberg saapui paikalle, aktivoi kaksi pommia salkussaan ja sijoitti ne niin lähelle Hitleriä kuin
pystyi. Hän lähti huoneesta pari minuuttia myöhemmin puhelinkeskustelun varjolla. Hän ja hänen neuvonantajansa näkivät pommin laukeavan, ja he poistuivat bunkkerista varmoina, että Hitler oli kuollut. He jatkoivat lentäen Berliiniin, jossa vallankaappaus oli määrä toteuttaa. Myöhemmin päivällä kävi kuitenkin ilmi, että Hitler oli selviytynyt, ja kenraali Erich Fromm pidätti Stauffenbergin ja joitakin muita upseereita. Heidät kuulusteltiin nopeasti, tuomittiin ja ammuttiin Saksan puolustusministeriön pihalla aamulla 21. heinäkuuta.
Hitler kylvi armotonta kostoa vihollisilleen. Hän oli selviytynyt räjähdyksestä, koska toinen upseeri oli siirtänyt salkkua kauemmas raskaan tammipöydän alla, ja se suojasi Führeriä räjähdykseltä. Gestapolla oli jo hyvää tietoa sotilassalaliittolaisista, ja seuraavina viikkoina pidätettiin satoja eturivin saksalaissotilaita ja aristokraatteja. Monia kidutet- tiin, kunnes he antoivat muita nimiä, ennen kuin heidät joko tuomittiin oikeudessa tai lähetettiin suoraan keskitysleireille. Heidän joukossaan oli joitakin Saksan armeijan näkyviä nimiä: kenraali Franz Halder, armeijan aiempi esikuntapäällikkö, kenttämarsalkka von Witzleben ja amiraali Wilhelm Canaris, Saksan vastavakoilun johtaja.
Kolme tärkeää epäiltyä, kenraali von Tresckow ja sotamarsalkat von Kluge ja Rommel, tekivät itsemurhan. Ensimmäiset oikeudenkäynnit pidettiin 7. ja 8. elokuuta 1944 Berliinin kansantuomioistuimessa, ja yhteensä 200 ihmistä teloitettiin. Vastarintaliikejahdissa pidätettiin noin 5 000 ihmistä, ja monet heistä murhattiin leireillä sodan loppuvaiheissa. Se oli turvallisuusjoukkojen keino kostaa kaikille, joiden voitiin ajatella murentaneen Saksan sotaponnistuksia.