Впопыхах переодевшись, террористы направились в зал заседаний. Внутри они увидели, что жарко в тот день было не только им, — Гитлер, спасаясь от духоты, решил провести заседание не в подземном бетонном бункера, а в деревянном бараке, где обычно работали картографы. К тому же все окна были открыты Таким образом, удача опять обделила заговорщиков, поскольку открытое пространство значительно уменьшало смертоносность взрывной волны, а значит, и шансы на успех мероприятия. Однако отказываться от затеи было уже поздно.
Штауффенберг опоздал на несколько минут и вошел в барак один, оставив адъютанта ждать в машине около здания. Совещание шло полным ходом, и руководитель оперативного управления Генерального штаба генерал А. Хойзингер описывал ситуацию на Восточном фронте. Клаус поздоровался с диктатором и опустил портфель на пол возле него. Практически сразу дежурный телефонист подозвал Штауффенберга к аппарату — на другом конце провода его ждал начальник связи Верховного командования и участник заговора Э. Фельгибель. В этот момент произошла еще 1 роковая случайность. Заместителю выступавшего генерала полковнику X. Брандту было плохо видно карту, поэтому он приблизился к ней, попутно задев ногой «подарок» фюреру и сместив его за толстую дубовую подставку стола.
В 12.50 докладчик наконец-то закончил пугать собравшихся: «Русские наступают крупными силами на запад. Их передовые части уже у Даугавпилса. Если мы немедленно не перебросим войска из района Псковского озера, произойдет катастрофа.» Он ошибся в сроках — катастрофа могла произойти немедленно. В помещении прогремел мощный взрыв, личный стенографист Гитлера и дежурный офицер погибли. Нескольких высокопоставленных офицеров смертельно ранило, в том числе и личного адъютанта фюрера, а вот он сам отделался легким испугом, небольшой контузией и царапинами. Спасительной оказалась его близорукость: перед самым взрывом он согнулся над столом, рассматривая карту. Это движение вкупе с подставкой стола помогло ему избежать участи остальных присутствовавших. Куда заметнее взрыв сказался на одежде, превратив ее в лохмотья. Выползая из-под обломков и оглядывая царивший вокруг бедлам, фюрер сокрушался по поводу новых брюк, которые надел только вчера.
В это время Хефтен и Штауффенберг, ставшие свидетелями происшедшего и уверенные в успехе покушения, тут же поехали к самолету, чтобы лететь в Берлин. Охране они сообщили, что их срочно вызвали. Вторая бомба была выброшена по пути.
Довольные заговорщики неслись по дороге, пока Гитлер, прихрамывая и опираясь на руку Кейтеля, вышел из разрушенного барака. Когда Фельдгибель увидел Гитлера, который должен был к тому времени быть мертвым, то растерялся и не сообразил позвонить в Берлин и сообщить о неудаче, затем вывести из строя узел связи, чтобы заговорщики получили дополнительное время. Вместо этого он решил посоветоваться с товарищем, генерал-майором X. Штиффом. Оценив положение, приятели пришли к выводу, что все провалилось и надо уносить ноги, пока есть возможность.
Малодушие Фельдгибеля стало 1-м среди судьбоносных для мятежников обстоятельств. Как только Гитлер пришел в себя, то приказал сообщить обо всем Геббельсу, который замещал фюрера в столице, и вплоть до 15.30 запретил устанавливать связь из ставки. Гиммлер, сообразив, что покушение сорвалось, сразу же вылетел в Берлин для задержания заговорщиков.
Путчисты собрались в здании Министерства обороны и смогли узнать от Фельдгибеля о провалившемся покушении, когда заработала связь со ставкой, т. е. более чем через пару часов после взрыва. Несмотря на это, было решено действовать и внутренние войска подняли по тревоге.
Охранный батальон «Великая Германия» при содействии мобилизованных курсантов должен был взять под контроль административные здания, радиовещательные станции и казармы СС. Главный полицай соглашался сотрудничать, однако поставил условие, чтобы город сначала захватила армия. Курсантам и офицерам училищ приказали отрезать столицу от остальной территории страны. Часть войск передали на помощь берлинскому гарнизону, на случай, если эсэсовцы станут сопротивляться.
В пятом часу глава мятежников Ольбрихт пришел к Э. Фромму и сказал, что войскам резерва всей Германии нужно дать условленный сигнал, но тот отказался, так как уже связывался со ставкой и знал о неудавшемся покушении. Около 5 ч к группе заговорщиков присоединились Штауффенберг и Хефтен, после чего события все-таки стали развиваться. Фромма арестовали и заменили генерал-полковником Э. Гепнером. Были арестованы и другие верные присяге военные.