Tresckow tok sitt eget liv med en håndgranat under et simulert partisanangrep, etter at Claus von Stauffenbergs attentat mot Adolf Hitler og det påfølgende kuppet i Berlin (20. juli-attentatet i 1944) hadde slått feil. Tresckow tok avskjed med Kluges adjutant Philipp von Boeselager med ordene: «På gjensyn. Vi ses i en bedre verden.» Så satte han seg i bilen, med maskinpistolen klar, så det skulle se ut som om han var blitt angrepet, og med granaten han utløste under seg. Han ble gravlagt med militære æresbevisninger; men så pekte etterforskningen ham ut som medskyldig, og i midten av august plyndret SS-folk graven. Liket forsvant, enken Erika ble fengslet og de små døtrene sendt på barnehjem.