7月20日，星期四，早上8点，施道芬堡从柏林登上军用飞机前往拉斯登堡，随行者有他的侍从官海夫腾中尉和另一名军官，均属“反对派”集团。10点30分，飞机在“狼穴”军用机场降落，施道芬堡随即被汽车接往元首总部。与元首的会议本来预计在中午13点开始，施道芬堡必须在开会前启动定时炸弹的点火装置。然而希特勒12点30分来到会议室并决定立即召开会议，因为他会后还要会见意大利首相墨索里尼。
希特勒提前开会的决定把施道芬堡搞得措手不及，因为炸弹需要提前启动引爆装置。施道芬堡以天气湿热为由，要求先进入室内的洗手间换掉汗酸扑鼻的外衣，并且稍事梳洗。一位漫不经心的军官随即把他带到洗手间，海夫腾也带着装有两颗炸弹的公文包一同前往。他从黑色公文包中取出炸药、引信、钳子，靠着他残存的左手上的三根手指吃力地将引信插入炸药。由于他的残疾影响了进度，原本计划的两块炸药，因为向元首作报告的时间已到，在元首副官的催促下，只得放弃原来的计划，改用一块，定时装置大概为10分钟。
施道芬堡换下湿透的衬衫，匆忙赶到会场。他原以为会议会在地下室里举行——地下室的墙是钢筋混凝土，墙上无窗，炸弹的威力会非常集中。可是他却被领进了一座木屋，这座木屋有三个窗子。炸弹在这里的威力将大打折扣。
进入会场前，有位军官主动来帮他提公文包，施道芬堡没有拒绝，并提出：“能否请你帮忙尽量把我安排在最靠近元首之处，如此我可以掌握一切资讯以供待会儿作报告用。”因为这本来就是听取他报告的会议，这样的建议也就看起来合情合理。会场内，包括希特勒与其他军官都围在一张长方桌前，参谋次长豪辛格将军正在报告东线形势。施道芬堡立即加入其中，并将公文包放在地板上，用脚推到了距离希特勒两步远的桌底。2分钟后，他对身边的人说：“我去打个电话，请留心我的公文包，里面有机密文件。”说着便离开了会议厅。
如果施道芬堡放在公文包里的炸弹，在靠近希特勒的地方爆炸，那么历史将被改写。恰巧这时，一位军官伸腿碰倒了施道芬堡放在地上的公文包，这位军官出于礼貌，随手把它移到桌子腿的另一边。也许就是这个看来不经意的举动救了希特勒的命，也改变了之后的历史。炸弹准时爆炸，24名与会者中3人当场死亡，1人不治身亡。他们是：上校布兰特、高级副官施蒙特、将军科尔滕、速记员海因里希·贝格尔。水泥屋顶掀塌一半，地上炸出一个大坑。但在爆炸的一刻，希特勒正趴到桌上看地图，这张桌子的桌角不是一根一根的脚柱，而是两块与桌面等宽的实心木板，高度可达人的腰际上部。桌面也是一整块橡木，约有4英寸厚。桌面与桌角像护盾一样，减少了爆炸对希特勒的冲击力，帮助他逃过此劫，仅烧伤了大腿、烧焦了头发、震坏了耳膜。
由于一直没有关于伤亡的确切消息，柏林负责执行“女武神”计划的军官充满了疑虑。原来计划在希特勒被炸死后“反对派”立即夺取柏林各大电台和部局，从而控制全局，解除纳粹党人的武装，并向盟军提供希特勒的死亡讯息以便议和。由于希特勒是否死亡并不确定，军官中出现了分歧：一方主张等待消息，暂不政变；另一派则要求立即动手。就这样柏林的同谋者们在爆炸发生后的3个小时中居然毫无作为，虽然施道芬堡坐镇指挥后情况有所改观，但为时已晚，在希特勒未被炸死的消息证实后，许多原先的同谋者纷纷倒戈，政变在11个小时内就被平息了。
21日凌晨，希特勒发表广播讲话：“一个野心勃勃的，毫无理智的，同时也是罪恶的愚蠢的军官集团试图杀了我，从而剥夺我对德国军队的指挥权…可事实证明，这是天意，我会继续我生命的目的，就像我到现在做的…现在要无情地除掉的是一个非常小的小帮派。”随后，在柏林军队指挥部（今德国国防部）的大院里，4名参与暗杀和政变的高级将领被处决（包括基尔海姆上校、奥尔布里希特上将、海夫腾中尉、施道芬堡上校，贝克大将在房中自杀）。在东线的特雷斯科亦自杀身亡。
当晚，希特勒开始了血腥镇压并组成“7月20日事件特别委员会”，无情地清洗各军参谋部，施道芬堡及其他首要分子的尸体被焚。在这次大清洗中，约7000人被捕，4980人被处决。
另一位牺牲者是名将隆美尔。由于被举报涉嫌参与暗杀希特勒，希特勒给了隆美尔两个选择：要么自杀，然后为其举行国葬，要么接受法庭审判丧失名誉。为了保护家人，隆美尔选择了前者，10月15日在自己的车中服毒自杀。“沙漠之狐”隆美尔就这样离开了人世。
2004年7月20日，在7·20事件发生60周年的纪念日上，他们的英勇行为终于获得了公正的评价。联邦德国总理施罗德称他们是“自由、民权与欧洲统一的先驱”，并称7月20日是德国现代史上“最重要的一天”。在影片《刺杀希特勒》末尾，银幕上出现的文字是：德国人民后来没有忘记这些英雄…（资料来源：peter hoffmann，the history of the german resistance 1933-1945；《秘密德国：刺杀希特勒之“华尔奇丽雅”行动》，（新西兰）麦克·培金，（美）理查·雷伊（richard leigh）著，麦田出版社；《刺杀希特勒》，（美）罗杰·穆尔豪斯，上海远东出版社）
