Als die alliierten Truppen Nazi-Deutschland rasch annähern, formt eine kleine Gruppe militärischer Beamter und Politiker eine geheime Allianz mit dem Ziel, Hitler aus der Macht zu entfernen. Oberst Stauffenberg (Tom Cruise) wird nach einem Vorfall in Nordafrika, der den Verlust seines linken Auges und seiner rechten Hand zur Folge hatte, in diese Gruppe rekrutiert. Bestürzt über das Blutvergießen unter Hitlers Regime ermöglicht Stauffenberg einen Plan, der die Ausführung eines Putsches unter dem Vorwand von Hitlers Valküre-Ordonnanz (daher der Filmtitel) vorsieht. Damit der Plan funktioniert, müssen Stauffenberg und seine Mitverschworenen die Unterstützung von General Friedrich Fromm (Tom Wilkinson) gewinnen, eines hochrangigen Nazis mit eigener Machtambition; und in Hitlers stark geschützte Wolfsschanze eindringen. Wie die meisten von euch wahrscheinlich wissen, verläuft das Attentatskomplott auf Hitler nicht wie geplant, und die daraus resultierende Tragödie bildet den wahren Kern des Films.