Trái ngược với sự tin tưởng của Stauffenberg, Hitler không chết. Hành động vô tình của Brandt khi dời chiếc cặp ra mặt ngoài của cái bệ đã cứu mạng sống của Hitler. Ông bị một phen hốt hoảng nhưng chỉ bị thương nhẹ. Tóc ông bị cháy xém, hai chân bị bỏng, cánh tay phải bị bầm và tạm thời tê liệt, hai màng nhĩ bị thủng và lưng trầy sướt vì bị vật cứng rơi trúng. Theo một nhân chứng kể lại, khi Hitler được đưa ra từ trong đống đổ nát ra, người ta hầu như không nhận ra ông: mặt đen nhẻm, tóc đang bốc khói và quần tơi tả. Như có phép lạ, Keitel không bị thương. Nhưng phần đông người đứng gần đầu cái bàn nơi quả bom nổ đều chết, hấp hối hoặc bị thương nặng. Người ghi tốc ký chết tại chỗ, còn Đại tá Brandt, Tướng Schmundt, tùy viên của Hitler, và Tướng Korten chết vì bị thương nặng. Tất cả những người khác, kể cả các tướng Jodl, Tham mưu trưởng Không quân Bodenschats và Heusinger, đều bị thương ít nhiều.

Trong sự hoảng hốt lúc đầu, có vài sự suy đoán về nguồn gốc vụ nổ. Ban đầu, Hitler nghĩ đấy có thể do một máy bay địch lén đến tấn công. Jodl, bị một vết thương chảy máu trên đầu do nhiều mảnh vỡ kể cả một chùm đèn rơi trúng, cho rằng một số công nhân xây dựng đã gài một quả bom hẹn giờ trên sàn nhà. Lỗ hổng sâu trên sàn có vẻ như xác nhận điều này. Phải qua một thời gian, Stauffenberg mới bị nghi ngờ. Chạy đến hiện trường sau khi nghe tiếng nổ, Himmler hoàn toàn cảm thấy khó hiểu. Động thái đầu tiên của ông là gọi điện – một hoặc hai phút trước khi Fellgiebel cắt liên lạc viễn thông – cho Nebe, chỉ huy cảnh sát hình sự ở Berlin, phái đến một nhóm thám tử để điều tra.Trong sự hoang mang và hãi sợ, không ai nhớ ra rằng Stauffenberg đã lén rời khỏi phòng họp trước vụ nổ. Thoạt đầu, người ta tin rằng ông còn ở trong tòa nhà và bị thương nặng nên đã được đưa đi bệnh viện. Vẫn chưa nghi ngờ về Stauffenberg, Hitler chỉ thị kiểm tra ở bệnh viện.

Khoảng 2 tiếng đồng hồ sau vụ nổ, manh mối bắt đầu được lặp ghép lại. Người thượng sĩ trực tổng đài điện thoại báo cáo rằng vị "đại tá chột mắt," người đã báo đang chờ một cuộc gọi từ Berlin, đã đi ra khỏi phòng họp và không chờ cuộc gọi mà hấp tấp đi ra khỏi tòa nhà. Vài thành viên buổi họp nhớ lại rằng Stauffenberg đã để lại chiếc cặp dưới cái bàn. Binh sĩ bảo vệ ở các chốt gác nhớ lại rằng Stauffenberg và tùy viên của ông đã đi qua ngay sau vụ nổ.

Hitler bắt đầu dấy lên nỗi ngờ vực. Khi gọi đến sân bay Rastenburg, nơi đây cho biết Stauffenberg đã cất cánh ít lâu sau 1 giờ, cho biết điểm đến là sân bay Rangsdorf. Himmler lập tức ra lệnh bắt giữ Stauffenberg ở đây, nhưng chỉ thị của ông không thể đến Berlin do động thái can đảm của Fellgiebel khi cắt đường dây viễn thông. Cho đến lúc ấy, không ai ở tổng hành dinh nghĩ sẽ có biến cố xảy ra ở Berlin. Họ đều tin rằng Stauffenberg là thủ phạm duy nhất. Sẽ không khó để bắt giữ ông, trừ khi ông bay sang Liên Xô. Dù tình hình hỗn loạn, Hitler vẫn có vẻ điềm tĩnh, vì đầu óc đang bận rộn chuyện khác. Ông phải tiếp đón Mussolini, sẽ đi đến vào lúc 4 giờ chiều thay vì 2:30 giờ chiều, vì chuyến xe lửa chở ông khởi hành muộn.

Hitler kể với Mussolini:

Tôi đang đứng kế cái bàn ở đây; quả bom phát nổ ngay phía trước chân tôi... Hiển nhiên là tôi không có việc gì; chắc chắn đấy là định mệnh đã khiến cho tôi tiếp tục con đường của tôi và hoàn tất nghĩa vụ... Bây giờ đã thoát chết... tôi càng tin tưởng mạnh mẽ rằng sự nghiệp vĩ đại mà tôi phục vụ sẽ thoát qua những hiểm nguy hiện tại và mọi điều sẽ đi đến kết cục tốt đẹp.

Rồi ai đấy nhắc đến một cuộc "nổi loạn" chống chế độ Quốc xã, "âm mưu" của Röhm ngày 30/6/1934. Khi nghe nhắc đến việc này, Hitler nổi cơn giận dữ. Những nhân chứng cho biết ông nhảy dựng lên, hai bên mép sùi bọt, la hét và cuồng loạn. Ông la lối rằng những gì ông đã làm đối với Röhm và đồng bọn phản trắc của anh ta sẽ không thấm gì so với những kẻ phản quốc ngày hôm nay. Ông sẽ tiêu diệt tất cả bọn họ. "Tôi sẽ đưa vợ con họ vào trại tập trung và không khoan dung gì cả!" Cũng như trong những trường hợp khác, Hitler sẽ làm đúng như lời nói.

Khoảng 6 giờ chiều, khi nghe tin vẫn chưa dập tắt được cuộc nổi loạn, Hitler la thét mệnh lệnh cho lực lượng SS ở Berlin bắn bỏ bất kỳ người nào dù chỉ có it nghi ngờ. Ông hét lên: "Himmler ở đâu? Tại sao ông ta không có mặt ở đấy?" Ông quên rằng chỉ một tiếng đồng hồ trước, ông đã ra lệnh Himmler bay về Berlin và dập tắt một cách không thương xót đám nổi dậy, và Himmler vẫn còn ở trên máy bay.