In 1944 werd Von Witzleben door Claus Schenk von Stauffenberg gecontacteerd om deel te nemen aan een staatsgreep en complot tegen Hitler. Von Witzleben stemde in. Volgens de plannen van von Stauffenberg zou Von Witzleben opperbevelhebber van de Wehrmacht zijn geworden. Het complot faalde echter en Von Witzleben werd gearresteerd. Op 7 augustus werd hij voor het "Volksgerichtshof" ter dood veroordeeld. Tijdens het proces werd hij door rechtbankpresident Roland Freisler honds behandeld. Hij moest een riemloze, flodderige broek dragen waarop Freisler brulde: "Jij vieze oude vent! Zit niet zo aan je broek te frunniken!" De straf werd de volgende dag uitgevoerd door ophanging met een dun henneptouw aan een vleeshaak. De executie werd gefilmd zodat Hitler die achteraf kon bekijken.