Von Falkenhausen si schierò con von Stauffenberg tra quel gruppo di politici che attentarono alla vita di Hitler, traendo fra questi anche l'amico generale von Stulpnagel. A causa dell'insuccesso dell'attentato del 20 luglio 1944, von Falkenhausen fu destituito dalla sua carica di governatore, arrestato e internato con la famiglia nel campo di concentramento di Buchenwald insieme a Winchard von Alvensleben, ex leader delle SS, monarchico, che quando si rese conto delle deportazioni indiscriminate di slavi ed ebrei entrò a far parte della cospirazione di Stauffenberg, venendo in seguito internato in Tirolo e fatto ostaggio delle SS in Alto Adige; venne liberato dalle truppe americane il 4 maggio 1945 presso il lago di Braies in Alto Adige.