Штауфенбергу и его друзьям нужно было торопиться с осуществлением своего плана, который, не успев начаться, мог окончиться провалом.
Канарис сидел у себя дома в Шлахтенси и покорно ожидал дальнейших событий. Ему было всего 57 лет, по напряжение и нервное переутомление последних девяти лет сделали его совсем стариком. Однако его ум благодаря долгой работе в разведке оставался таким же острым, как и прежде.
Канарис отослал свою жену и дочерей в Баварию, где они находились в безопасности от массированных воздушных налетов, а сам остался в Берлине со своим поваром-поляком и слугой Мохамедом, которого он привез из Алжира. Единственным развлечением были попугай и любимые таксы; изредка к Канарису заходил кто-либо из соседей.
Штауфенберг носил с собой бомбу такого же типа, какая была взята одним из офицеров Канариса в Смоленск в 1943 году, — английскую мастичную взрывчатку с кислотным взрывателем. Бомбу Штауфенберг держал в портфеле. Портфель он намеревался оставить в комнате для совещаний, когда там будут находиться Гитлер, Гиммлер и другие высокопоставленные нацисты. Но не так-то легко было придумать благовидный предлог, чтобы попасть туда, а еще труднее выбрать момент, когда в комнате одновременно находились бы Гитлер и Гиммлер. Однажды Штауфенберг уже собрался осуществить свой план, но Гитлер не появился в комнате. 15 июля Штауфенбергу удалось попасть на одно из совещаний в Берхтесгадене, когда на нем присутствовали и Гитлер и Гиммлер; он уже хотел раздавить капсулу взрывателя, чтобы привести его в действие, но в это время Гитлер вышел из комнаты. Дважды Штауфенбергу пришлось докладывать заговорщикам о неудаче, и сообщение об этом немедленно передавалось в отделение английской разведки в Лиссабоне. Наконец 20 июля Штауфенбергу поручили лично доложить Гитлеру в Растенбурге о возможности восполнения потерь на русском фронте за счет войск армии резерва. Он вылетел из Берлина в Растенбург со своим адъютантом лейтенантом Вернером фон Хэфтеном. Ему удалось благополучно миновать три линии охраны и попасть в цитадель, где он доложил о своем прибытии фельдмаршалу Кейтелю за несколько минут до совещания, которое должно было начаться в 12.30. Оказалось, что совещание состоится в небольшом деревянном домике, окна которого были открыты настежь. Если бы не такой жаркий день, совещание проводилось бы в железобетонном бункере. Появившийся Гитлер не узнал Штауфенберга, и Кейтель представил его. Здесь присутствовали адъютанты Гитлера генерал Шмундт и полковник Брандт, секретари и некоторые офицеры, прибывшие для доклада. Штауфенберг, держа свой портфель на коленях, незаметно раздавил пальцами капсулу с кислотой во взрывателе, который должен был сработать через десять минут. Затем он поставил портфель на пол у стола всего в нескольких шагах от Гитлера. Полковник Брандт, почувствовав, что портфель касается его ног, отодвинул его немножко в сторону.
В это время генерал Фельгибель, осуществлявший связь между заговорщиками и штабом верховного командования, вызвал Штауфенберга из комнаты под предлогом, что его просят к телефону. Кейтель видел, как он выходил из комнаты. Прошло несколько минут, и Штауфенберг, благополучно миновав посты охраны, вышел в парк. И тут он услышал грохот взрыва: над местом, где стоял дом, поднялся клуб дыма. Во всех направлениях летели обломки. Он видел, как забегали люди, появились носилки, на которых выносили пострадавших. Штауфенберг был уверен, что бомба сделала свое дело. Ему удалось убедить офицера охраны пропустить его, хотя действовал приказ никого не впускать и не выпускать, и он поспешил на аэродром, откуда немедленно вылетел в Берлин.
Заговорщики в Берлине ждали сообщений. Один из офицеров около трех часов дня известил штаб армии резерва, что в штабе фюрера произошел взрыв и что при этом несколько офицеров были серьезно ранены.
Генерал Бек, еще в 1938 году ушедший с поста начальника генерального штаба, взял на себя руководство генералами, которые решились участвовать в заговоре. Бек пытался лично установить связь с командующими группами армий на Востоке и на Западе и приказал отвести крупные силы с левого фланга немецких армий на балтийском побережье. Роммель, его основная надежда на Западе, за три дня до этих событий был тяжело ранен во время налета английских истребителей. Фельдмаршал фон Клюге, главнокомандующий войск Западного фронта, мог бы обратиться к Эйзенхауэру с предложением немедленно начать переговоры. Однако он был очень осторожен и после телефонных переговоров с Беком, Фроммом и другими генералами, находившимися в Берлине, решил ничего пока не предпринимать. Заговорщики к этому времени уже передали кодовое слово «Валькирия»; силам берлинского гарнизона было приказано охранять от эсэсовцев район Бендельштрассе, где находился штаб армии резерва. Всем войскам, расположенным поблизости от Берлина, приказали двигаться в столицу. Около четырех часов дня генерал Ольбрихт сообщил Фромму, будто Гитлер убит.