陶芬贝格往东普鲁士拉森堡的“狼穴（Wolfsschanze，是二战时阿道夫·希特勒其中一个军事指挥部的代号，因为希特勒自己使用狼的绰号而得名）”在希特勒附近放置计时炸弹，然后立即前往柏林命令部队起义。并成立一个新的影子政府，由贝克上将担任国家元首，格德勒担任总理，大部份参与者都希望最终能恢复德国帝制。瓦尔基里行动是一个军事计划，假装柏林出现工人暴动，派出军队镇压。利用事件掩护更进一步的军事部署。
因为密不透风的狼穴内的高温和没有完工的建筑工程，希特勒把会议由地下碉堡转到地面一栋木质建筑内。施陶芬贝格虽然带了两枚炸弹，但他只能够装设其中一枚，然后放在一个公事包中。作为第三帝国的战争英雄，在北非战场失去了一只手和一只眼的施陶芬贝格上校，能够以“听觉受损”为由靠近希特勒。
施陶芬贝格上校在下午12时37分把载有炸弹的公事包放在希特勒右方橡木大桌桌腿侧，然后在会议中途静静地离开了会议室。当时希特勒伏在桌上看着东线地图，并聆听他的军官叙述战争形势。下午12时42分，炸弹爆炸，橡木大桌被炸成碎片，整栋建筑物倒下。施陶芬贝格目睹爆炸认为没可能有人生还。他与他的副官赫夫特中尉穿过一道又一道的保安封锁线离开狼穴，然后飞到柏林会合其他在战争指挥部等候的同谋。
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