עם שובו לגרמניה הגיש פון טרוט למשרד החוץ דוח רשמי על ביקורו והמליץ שלא להתגרות בארצות הברית. נימוקו היה שהדבר עלול לחזק את מתנגדיה של גרמניה בארצות הברית אשר משופעים מהתעמולה הבריטית ומהעיתונות היהודית. הדוח שהגיש נוסח במלל נאצי אופייני, לרבות תיאוריו את יהדות ארצות הברית. הנוסח הנאצי היה כמס שפתיים אשר נועד להקנות לו תפקיד במשרד החוץ הגרמני. פון טרוט לא ידע שבביקורו בארצות הברית היה נתון למעקב ה-FBI, כדי למנוע מסוכני הגסטפו לחשוף את פעילותו הדיפלומטית החשאית. גם משרד החוץ הבריטי החזיק בתיק מקיף על פון טרוט שכלל תיעוד של פגישותיו. לפי עדותו של מסרסמית' שימשו שיחותיו של פון טרוט בוושינגטון מקור השראה העיתונאי וולטר ליפמן מהעיתון New York Tribune. ליפמן כתב שאם יצליחו האמריקאים לשכנע את הגרמנים שניצחון צבאי איננו בר השגה ושקיימת אפשרות להשיג "שלום הוגן", הם יחסכו מעצמם זוועות.
ב־3 ביוני 1940, לאחר שובו מארצות הברית, הצטרף פון טרוט למפלגה הנאצית על מנת לגשת למידע המפלגה ולפקח על תכנונה. פון טרוט מונה לעוזר מחקר במחלקת המידע של משרד החוץ. לצורך קידומו המקצועי הוא נעזר בקשריו האישיים עם רודולף דילס, ראש הגסטפו באותה עת. התפקיד העניק לפון טרוט את מה שהיה בעיניו הדבר החשוב ביותר - אפשרות להמשיך לשחק משחק כפול ולעסוק בדיפלומטיה הנגדית בתור אופוזיציונר מבפנים.
באותה תקופה הוא שימש כיועץ למדיניות חוץ לקבוצת האינטלקטואלים החשאית שתכננה את הפלת המשטר הנאצי המכונה חוג קרייזאו. חוג זה הוקם בשנת 1940 על ידי המשפטנים הגרמנים הרוזן פטר יורק פון וארטנבורג והרוזן הלמוט ג'יימס פון מולטקה. בשנה זו פון טרוט הצטרף לחוג לצד הפוליטיקאי הגרמני ד"ר יוליוס לבר ואיש הכמורה והפילוסוף ד"ר אויגן גסטמייר. כל אחד מחבורה זו תרם את חלקו בניסיון ליצור דמות רצויה של המשטר בגרמניה לאחר נפילת הנאציזם. נראה כי גובש משטר רצוי בעל נטייה סוציאל-דמוקרטית מרוככת ביסודות שנלקחו מן הדת הנוצרית, תוך הבעת רצון לאיחוד פאן-אירופי בנוסח האיחוד האירופי דהיום. חוג קרייזאו היה בקשר עם קבוצת האופוזיציה העיקרית בראשות הגנרל לודוויג בק והמדינאי קרל פרידריך גרדלר. למרות זאת, אנשי חוג קרייזאו היו חלוקים עם קבוצת בק-גורדלר במספר נושאים.
על פי עדות אחד מחבריו לעבודה, נסע פון טרוט בקיץ 1940 לפריז הכבושה כדי לנסות לשחרר מכרים יהודים שנאסרו בידי המשטרה החשאית הגרמנית. בזמן המלחמה פעל פון טרוט, במקביל לפוליטקאי הדמוקרט אורליך פון האסל, בתור "שר החוץ" של האופוזיציה הלאומית השמרנית. בחסות תפקידיהם הדיפלומטיים הזוטרים, ששימשו להם מסווה ואפשרו להם מידה רבה של חופש תנועה במדינות נייטרליות ובארצות הכבושות, פון טרוט ופון הסל פעלו למימוש מטרותיה של האופוזיציה בידיעה שהם מסתכנים באשמת בגידה. למרות פער הדורות ביניהם וההבדלים בתפיסת עולמם, שאפו שניהם לשכנע את מדינות המערב, ובייחוד את בריטניה, שיכירו באופוזיציה הגרמנית בתור חלופה לשלטון הנאצי, יסייעו לה להפילו ויסכימו לכרות הסכם שלום קונסטרוקטיבי עם הממשלה שתקום במקומו. בתזכיר שהעביר פון טרוט למסרסמית', הזהיר שאם זה לא ייעשה, המלחמה תימשך עוד זמן רב ללא הכרעה צבאית, דבר שעשוי לגרום להתקרבות בין גרמניה לברית המועצות ולהתפשטות האידאולוגיה הבולשביקית בגרמניה. פון טרוט הודה כי הפיקוד העליון של הצבא מהופנט בידי היטלר, אבל הוא עדיין תולה את תקוותיו בדרג הבכיר. לדעתו הדרג הבכיר בסופו של דבר יחזרו להשקפתם משכבר הימים, שמלחמה אירופית גדולה מסכנת את גרמניה ויבינו שהיטלר אינו הגואל וכי המשך שלטונו הוא המכשול העיקרי לשלום. במקביל הוא הדגיש שוב ושוב שהוא חושש מהסדר שלום כפוי, ברוח חוזה ורסאי המשפיל. פון טרוט חזר וקרא לראשי השלטון בבריטניה להתקרב לנפש הגרמנית ולהתנגד לפתרון דוגמת חוזה ורסאי או גרוע ממנו.
בתזכיר פרטי שנמסר באפריל 1942 למדינאי הבריטי סטפורד קריפס ציין פון טרוט שהמספר הגדול של אבדות בנפש במלחמה המתמשכת מאיים על המשך קיומה של חברה תרבותית באירופה אחרי המלחמה ועלול להוביל למשטרים טוטליטריים קיצוניים או להתפוררות ולאנרכיה. האמצעי היחידי שיכול לעצור את הקטסטרופה על אירופה הוא מיגורו של המשטר הנאצי בגרמניה, והדבר צריך להיעשות בדחיפות המרבית. לדעתו של פון טרוט המכשולים המרתיעים את אלו ששואפים לכך הם הצורך בהגנה על גבולותיה של גרמניה במזרח ובאזור הבלקן ואי־הוודאות העמוקה באשר לדרך שבה תופסים הבריטים והאמריקאים את אפשרות החלפת המשטר בגרמניה. בהצעות שהגיש פון טרוט לגבי אופיו של המשטר העתידי בגרמניה הוא שילב באופן מפתיע ללא הסבר גם סעיף אנטישמי מובהק הקובע שגרמניה החדשה תיאות לשתף פעולה כדי להגיע לפתרון בינלאומי כלשהו כפי שנעשה בשאלה היהודית.
ב-22 בינואר 1943, בביתו של הרוזן פטר יורק פון וארטנבורג, התקיימה פגישה בין חוג קרייזאו ואנשי קשר העשרים ביולי. בפגישה זו נכחו מצד אנשי קשר העשרים ביולי הגנרל בק, גורדלר, פון האסל, והמדינאי הגרמני הרמן אדוארד יוהנס פופיץ'. בנוסף, בפגישה זו נכחו מצד אנשי חוג קרייזאו הרוזן פון מולטקה, פון טרוט, הרוזן פון ורטנבורג, ד"ר אויגן גרסטנמייר, והדיפלומט הגרמני פרידריך ורנר פון דר שולנבורג. בפגישה זו אנשי קשר העשרים ביולי דנו יחד עם אנשי חוג קרייזאו לגבי דמותו של המשטר הרצוי לאחר הפלת השלטון הנאצי. מרבית מאנשי קשר העשרים ביולי תמכו ברעיונות קפיטליסטיים ובהשבת השלטון המלוכני בגרמניה. לעומתם, אנשי חוג קרייזאו תמכו ברעיונות סוציאליסטים שמרניים. בהמשך, פון טרוט ופון דר שולנבורג נשארו בקשר שוטף עם פון האסל ופופיץ'.
עוד בשנת 1942, פון טרוט, יחד עם חברי חוג קרייזאו נוספים, התוודעו במעורפל ל"פתרון הסופי לשאלת היהודים" והתעניינו בגורלם של היהודים שנשלחו ל"יישוב מחדש במזרח". במרץ 1943 דיווח פון טרוט בפגישה של חוג קרייזאו, בהסתמך על מקורות שוודיים, שבשלזיה העילית נבנה מחנה ריכוז גדול שיקלוט עד כ-50,000 אסירים והוסיף שעל פי התכנון עתידים להירצח בו מדי חודש כ-4,000 איש. ביוני 1944, בתזכיר האחרון ששלח מסטוקהולם, שוב פנה פון טרוט לבעלות הברית המערביות וביקש מהן להכיר בדחיפות באופוזיציה האנטי-נאצית הגרמנית בתור בת ברית שלהן, וציין שהמחתרת הקומוניסטית לא תוכל להיחשב בת ברית. באותו הזמן רמז על תכנון קשר העשרים ביולי שעתיד להתרחש בחודש הקרוב.
קשר העשרים ביולי.
חוג קרייזאו מעולם לא הגיע לשאלות מעשיות בנוגע להפלת המשטר הקיים, אלא עסק יותר בדמותו של המשטר הרצוי לאחר המלחמה. עם זאת, חוג קרייזאו היה בקשר עם קבוצת קשר העשרים ביולי בראשות הגנרל לודוויג בק. בנוסף, פון טרוט, מילא תפקיד מפתח בקשר המתגבש. פון טרוט ניהל דיפלומטיה נגדית לאורך רוב שנות המלחמה, עד ל־ 20 ביולי 1944.
בשבועות שלפני ניסיון התנקשות בהיטלר נפגש פון טרוט בז'נבה עם ראש הביון האמריקאי בשווייץ אלן דאלס, שעמד בקשר עם כמה מאנשי האופוזיציה. בהמשך, נפגש עם סוכנים מערביים. בדיונים שערכה האופוזיציה בסוגיית המשטר העתידי פון טרוט פסל את הרעיון של משטר טוטליטרי המבוסס על מפלגה יחידה ותמך בהקמת ממשלה זמנית ובבחירות חופשיות לאספה מכוננת שתכריע בין רפובליקה למונרכיה ותבחן את תקפותם של חוקי הרייך השלישי. מאמציהם של אנשי האופוזיציה להבטיח את תמיכת בעלות הברית במשטר שיקימו אחרי הפלת הנאצים לא צלחו, בין היתר בגלל התעקשותם של וינסטון צ'רצ'יל ופרנקלין רוזוולט שעל גרמניה להיכנע ללא תנאי.
מותו.
חמישה ימים לאחר ניסיון ההתנקשות הכושל בהיטלר, נעצר פון טרוט, הוא הועמד למשפט בבית הדין העממי ונמצא אשם. הוא נידון למוות ב-15 באוגוסט 1944 וב-26 באותו החודש נתלה בכלא פלצנזה בברלין.
יחסו של פון טרוט כלפי היהודים.
בנושא היהודי בולט הפער בין הסעד משפטי וההומניטרי שהעניק ליהודים נרדפים ומחויבותו לידידיו היהודים ובין שתיקתו בתזכיריו ובפגישותיו עם אישים מחוץ לגרמניה בעניין רדיפת היהודים והשמדתם תחת השלטון הנאצי בגרמניה.
עם זאת, עמדתו האנטי-נאצית המובהקת עולה מכתביו, ובכל ניירות העמדה שכתב בשנות המלחמה הדגיש שהשחרור מעול הנאצים הוא משימתם החשובה ביותר של הגרמנים, ואף חובתם.
רבים מידידיו בהם אינטלקטואלים יהודים, שיבחו אותו אחרי המלחמה וכיבדו את זכרו למרות שתיקתו בנושא היהודי במגעיו הדיפלומטיים. יולי בראון פוגלשטיין, שנעצרה לאחר שגרמניה הכריזה מלחמה על ארצות הברית, תיארה בחקירתה את פון טרוט כמי שמקיים יחסי ידידות עם יהודים מטעמים פוליטיים ודתיים. וילפריד ישראל הביע בשנת 1942, בעיצומה של המלחמה, באוזני חברם המשותף דויד אסטור הבריטי את דעתו שפון טרוט נשאר אנטי־נאצי כמקודם ויש לסייע לו במאמציו הדיפלומטיים.
הנצחתו.
פון טרוט הוא אחד מחמישה גרמנים המונצחים על אבן הזיכרון למלחמת העולם השנייה בבייליול קולג', אוקספורד. כמו כן הוקמו גם חדר ומלגת נסיעות על שמו בבייליול קולג'. שמו מתועד גם בין ההרוגים של חוקרי רודוס ברוטונדה של בית רודוס (אנ'), אוקספורד.
מוקד הזיכרון של אדם פון טרוט צו זולץ במנספילד קולג', אוקספורד () עורך הרצאות שנתיות בנושאים הרלוונטיים לחייו ולעבודתו, ומממן מלגות לצעירים גרמנים לקריאה לתואר שני בפוליטיקה במכללה.
קלריטה פון טרוט צו זולץ.
ביוני 1940 פון טרוט נישא לקלריטה טיפנבאכר (אנ'). השניים הכירו ב-1935 ולאחר הנישואים עברו להתגורר בברלין. בתם הראשונה ורנה נולדה ב-1 במרץ 1942 ובתם השנייה קלריטה ב-9 בנובמבר 1943.