Scharnagl stand mit dem bayerisch-bürgerlichen Widerstandskreis um Franz Sperr und Eduard Hamm in Kontakt und fungierte zeitweise als Verbindungsmann der Gruppe zum Widerstandszentrum in Berlin um Carl Friedrich Goerdeler. Obwohl er an den Vorbereitungen des gescheiterten Attentats vom 20. Juli 1944 nicht beteiligt war, wurde Scharnagl daraufhin verhaftet und im KZ Dachau interniert. Nach der Befreiung des Lagers wurde Scharnagl von der US-Armee im Mai 1945 wieder als Oberbürgermeister von München eingesetzt. Zusammen mit Karl Meitinger spielte er eine wichtige Rolle im historisierenden Wiederaufbau der Innenstadt („Scharnagl-Plan“) und war Initiator des Kulturbaufonds München. Um an seine Pläne einer verkehrsentlastenden Ringstraße zu erinnern, wurde ein Abschnitt des Altstadtrings nach ihm benannt.