1944年，二戰如火如荼，戰爭局勢波譎雲詭。納粹德國四面出擊，但在盟軍的合力反擊下，德軍攻勢已成強弩之末。此時此刻，德軍一部分高級軍官意識到戰爭的天平已經傾斜，希特勒（David Bamber 飾）的戰爭策略將引領德國走向滅亡。越來越多的軍官相信，只有除掉希特勒及其支持者，發動政變奪取政權，並通過和談與盟軍達成協議，才能最終拯救德國。
在這樣的思想影響下，一個名爲「瓦爾基里」的計劃應運而生。在整個計劃中，陸軍上校克勞斯•馮•施陶芬貝格（Tom Cruise 湯姆•克魯斯 飾）扮演著重要的角色。出身貴族的施陶芬貝格一度傾心希特勒及其納粹綱領，他於1943年率裝甲師馳騁北非突尼西亞戰場，並在此失去右手臂、左手兩個手指以及右眼。戰爭的殘酷令他的思想發生巨大轉變，回到德國後他作別妻兒，與刺殺組織高層軍官共同開始策劃謀殺最高元首希特勒的危險任務……