Il 20 luglio 1944, Claus Schenk von Stauffenberg, cognato della Stauffenberg, fu l'esecutore dell'attentato a Hitler noto come Operazione Valchiria: questo condusse all'esecuzione dell'attentatore e all'arresto di tutta la sua famiglia compresa Melitta Stauffenberg e il marito, che fu inviato in un campo di prigionia. Melitta Stauffenberg fu invece rilasciata e reintegrata nel suo ruolo alla Luftwaffe, ritenuto cruciale per l'esercito tedesco.