jednak na początku 1942 ustąpił ze stanowiska ze względu na problemy zdrowotne. Brał udział w przygotowaniach do zamachu 20 lipca. W związku z tym został zatrzymany przez Gestapo, wydalony z Wehrmachtu i 7 sierpnia postawiony przed Trybunałem Ludowym (Volksgerichtshof) pod przewodnictwem sędziego Rolanda Freislera, zaprzysięgłego zwolennika nazizmu, który skazał go na śmierć. Celem upokorzenia von Witzlebena, przed wprowadzeniem na salę sądową pozbawiono go paska i szelek od spodni, przez co składając wyjaśnienia przed sądem musiał przytrzymywać sobie rękami spodnie (co widać na zdjęciu obok). Wyrok wykonano 8 sierpnia 1944 w więzieniu Plötzensee, poprzez powieszenie na strunie fortepianowej.