På den aktuelle dagen, 20. juli 1944, iverksatte Stülpnagel sin del av attentatet. Dette bestod hovedsakelig i at Hans Otfried von Linstow, som først ble informert om planen samme dag, skulle arrestere alle SS- og Gestapo-offiserer i Paris og fengsle dem. Men da det ble klart at attentatet var mislykket, var Stülpnagel ikke i stand til å overtale feltmarskalk Günther von Kluge til å støtte opprøret, men ble tvunget til å løslate sine fanger. Da Stülpnagel ble kalt tilbake fra Paris, stoppet han ved Verdun og prøvde å ta sitt eget liv ved å skyte seg i hodet med en pistol ved bredden av elven Meuse. Han lyktes bare i å blinde seg selv.