I sin stilling fikk Loringhoven anledning til å sikre seg ikke-registret engelsk sprengstoff, og dette ble benyttet under 20. juli-attentatet mot Hitler. Ernst Kaltenbrunners nitide undersøkelser fant forbindelsen til Loringhoven, og med sitt kjennskap til de forhørsmetoder han ville bli utsatt for, begikk han selvmord rett før han ble arrestert. Hans kone ble holdt fengslet sammen med andre slektninger og barna utplassert andre steder i Tyskland fram til slutten på krigen i mai 1945. Hans fetter Bernd Freytag von Loringhoven ble beskyttet av sin sjef Heinz Guderian, mens fetteren Hanns Freytag von Loringhoven ble arrestert av gestapo. De fleste slektninger ble forfulgt etter attentatet.