Однако Штауффенберг об этом не знал, поскольку несколькими минутами раньше, примерно в 12.40, его вызвали к телефону. Позднее из показаний телефониста выяснилось, что Штауффенберга вызвал его адъютант, лейтенант Вернер фон Хефтен, чтобы дать ему повод выйти из комнаты. Всего через несколько минут после того, как они вышли, бомба взорвалась. «Я помню, что взрыв сопровождался вспышкой желтого пламени и густым дымом», – рассказывал Бухгольц. – В воздух взлетели осколки стекла и куски дерева. Большой стол, на котором были разложены оперативные карты и вокруг которого стояли участники совещания – сидели только стенографисты, – рухнул. Затем последовали несколько секунд тишины, и я услышал, как голос, вероятно принадлежавший фельдмаршалу Кейтелю, произнес: „Где фюрер?“»
Поддерживаемый Кейтелем Гитлер смог выйти из казарм и направиться в свои покои. За ним потащились остальные: раненые, окровавленные, с покрытыми черной копотью обожженными руками и лицами, с растрепанными опаленными волосами, в разорванной, заляпанной пятнами форме.
Сначала большинство присутствующих, включая самого фюрера, подумали, что бомбу бросили в комнату снаружи, поскольку окна были открыты, или что она находилась под полом. Но вторую гипотезу быстро отмели, так как от взрыва половые доски оказались вдавлены вниз, а не подброшены вверх. Расследование, проведенное во второй половине того же дня, практически не оставило сомнений, что взрывное устройство было размещено в комнате, где проходило совещание, в портфеле Штауффенберга.
Во время взрыва Гитлер стоял, склонясь над картами и опираясь на стол правой рукой. Эта рука оказалась частично парализована, а правая нога была обожжена и поранена. Кроме того, повреждены были обе барабанные перепонки, что повлияло на слух. Несмотря на отсутствие ранений, угрожавших его жизни, Гитлер так никогда до конца не оправился от этого физического и морального шока.
Ранения получили два десятка офицеров, которых позднее фюрер наградил специальными знаками отличия с надписью: «Гитлер, 20 июля 1944». Четыре человека скончались: генерал-майор Шмундт – главный адъютант фюрера из вермахта, который вел его военный дневник, генерал Кортен, полковник Брандт и один из стенографистов Генрих Бергер. Бергера часто упоминали как «двойника» Гитлера из-за их внешнего сходства, однако нет никаких доказательств, что его когда-либо использовали в этом качестве.