16时45分，施陶芬贝格上将从机场赶到政变指挥中心，同陆续到达这里的奥尔布里希特步兵上将、赫普纳大将和贝克大将等政变领导人紧急磋商。他们决定，无论希特勒是死是活，都要抓紧时间推翻纳粹统治。
尽管这次政变一开始就接连受挫并陷入困境，又缺少足够兵员可供支配，但在施陶芬贝格上将积极推进和组织下，终于开始付诸行动。尔后，又陆续下达了一系列命令。在此之前，柏林卫戍司令哈泽中将就命令精锐的大德意志警卫营向市内进发，准备封锁威廉街政府各部和附近的党卫队保安处。迟至18时15分，政变当局才下达夺取政府区的命令。据此，柏林的政变部队于20点封锁了政府区，占领了马祖里林阴大道的电报局和柯尼斯武斯特尔豪森广播电台，但这不仅为时已晚，而且以有限的陆军和警察部队未能按计划占领总理府、政府各部和秘密警察总部等要害部门，逮捕纳粹头目及解除党卫队的武装。
施陶芬贝格上将的表兄弟、驻法德军司令卡·海·冯·施蒂尔普纳格尔步兵上将指挥所部迅速行动，于天黑前逮捕和禁闭了纳粹党卫队驻巴黎的全部人员计1200名。在维也纳，政变分子也采取了类似措施。然而，大多数军区司令都对政变感到突然，他们犹豫观望，不愿贸然行动。