Al in 1942 was Von Kluge zijdelings betrokken bij het Wehrmacht-verzet tegen Hitler. Hij besloot daar echter niet actief aan deel te nemen. Toch bleef hij zijdelings op de hoogte. Na de mislukte bomaanslag op 20 juli 1944 van Claus Schenk von Stauffenberg vreesde hij dat hij met de coupplegers in verband zou worden gebracht. Hij werd teruggeroepen naar Duitsland, waardoor hij zijn vrees bewaarheid zag worden. Dit, en zijn grote teleurstelling over zijn mislukte militaire campagnes aan het einde van de oorlog, brachten hem er toe om op 19 augustus 1944 met gif zelfmoord te plegen nabij Metz.