Am Tag des Attentats vom 20. Juli 1944 versuchte Falkenhausen, obwohl er einige Tage zuvor seines Kommandos enthoben worden war, den Oberbefehlshaber West, Generalfeldmarschall Günther von Kluge, anzurufen und zu überzeugen, die Front für die alliierten Verbände in der Normandie zu öffnen und den Krieg so zu beenden, erhielt aber die Antwort „jetzt, wo das Schwein nicht tot ist, kann ich nichts machen.“ Kluges Tatenlosigkeit trug unter anderem mit dazu bei, dass der geplante Aufstand des 20. Juli in Paris und im Westen fehlschlug. Noch am 20. Juli wurde Falkenhausen außer Dienst gestellt und seine Mobilmachungsbestimmung wegen des Verdachts der Beteiligung am Attentat aufgehoben.