За три недели до покушения полковник Штауффенберг получил новое назначение, он стал начальником штаба армий резерва. Это обстоятельство облегчало задачу участников заговора — полковник Штауффенберг должен был присутствовать на военных совещаниях, которые проводил Гитлер.
Неведомыми путями заполучили бомбы замедленного действия английского производства. Дважды Клаус фон Штауффенберг брал с собой бомбы, но первый раз на совещании не было Гиммлера и Геринга, а решено было одним взрывом ликвидировать всю руководящую тройку нацистского рейха. Не состоялась и вторая акция — Гитлер неожиданно и раньше времени покинул совещание.
Наступило двадцатое июля. Накануне Клаус ночевал в квартире старшего брата, Бертольда. Бертольд был посвящен в детали заговора, одобрял его и служил постоянным советчиком Клаусу. А перед тем Клаус заехал к семье. Жена с детьми жила в Бамберге в доме своих родителей. Нина фон Штауффенберг, носившая русское имя своей матери, знала многое о тайных делах своего мужа. Но Клаус не посвящал ее в детали заговора. Жене он сказал: «Тебе не нужно многое знать, один из нас должен жить для детей…» У них росли три сына и дочь, и они ждали пятого ребенка. Клаус попрощался с детьми, поцеловал жену, ничем не выдав, что это могла быть их последняя встреча…
В семье Штауффенбергов поднимались рано. Было около шести часов утра, когда братья вышли из дома и поехали в центр города. Здесь они попрощались, а на место Бертольда в машину сел адъютант Штауффенберга — старший лейтенант фон Хефтен. Близкий родственник фельдмаршала Браухича, молодой Вальтер фон Хефтен был беспредельно предан Штауффенбергу, разделял его взгляды, и Клаус именно его избрал своим помощником в предстоящей акции.
На аэродроме Рангсдорф их ждал самолет «Хейнкель-111». Они тотчас поднялись в воздух. До Растенбурга, где в глуши Мазурских болот находилась ставка Гитлера, было около шестисот километров — немного больше трех часов лёта. В начале одиннадцатого приземлились вблизи «Вольфшанце» — «Волчьего логова», как называли ставку, засекреченную от всего мира. У Штауффенберга и его спутника в портфелях лежали две мощные бомбы английского производства.
Пока все шло в соответствии с разработанным планом. В то утро Штауффенберг завтракал с фельдмаршалом Кейтелем, обсуждали, советовались о предстоящем докладе Клауса и за несколько минут до совещания отправились вместе в картографический кабинет. Но по пути Штауффенберг сказал Кейтелю, что хотел бы освежить лицо, умыться и сменить взмокшую от пота сорочку. День был знойный, и отлучка Штауффенберга не вызвала подозрений у Кейтеля. В комнате ждал Хефтен, чтобы помочь однорукому полковнику. Они уединились в спальне и стали перекладывать бомбы в один портфель. Снарядили первую, включили химический взрыватель. Снарядить вторую не удалось. От Кейтеля прибежал посыльный, просил поторопиться, фельдмаршал нервничал — фюрер уже прибыл на совещание. Хефтен торопливо сунул бомбу в свой портфель, так и не успев передать ее Штауффенбергу. В этом и была одна из причин неудачи подготовленного покушения.