Stauffenberg (teljes nevén Claus Schenk Graf von Stauffenberg) Dél-Németország egyik legrégebbi és legelőkelőbb családjában született 1907-ben. Apja, Alfred Schenk von Stauffenberg gróf eredetileg az utolsó württembergi uralkodó legfőbb tanácsadója (főhivatalnoka), később marsallja lett.

Édesanyja Caroline von Üxküll-Gyllenband grófnő a német arisztokrácia egyik leggazdagabb családjának volt tagja. A hithű katolikus Claus 1933. szeptember 26-án Bambergben feleségül vette Nina von Lerchen- feldet, akitől két lánya és három fia született. 

1926-ban osztották be a 17. Bamberg lovashadosz- tályba, majd a berlini Katonai Akadémiára küldték, ahol vezérkari képzést kapott 1938-ig.

Ezt követően a wuppertali 1. könnyű hadosztályhoz került, ahol Erich Hoepner altábor- nagy volt a parancsnoka, aki ekkor már tagja volt egy összeesküvő csoportnak, amely 1938 szeptemberében katonai puccsal akarta eltávolítani Hitlert  (Megj.: Ennek a cso- portnak volt tagja Erwin von Witzleben gyalogsági tábornok is, aki később, a Hitler elleni 1944-es összeesküvésben is részt vett, annak legmagasabb rangú tagjaként).

Hitler váratlan diplomáciai sikere, a Szudéta-vidék békés megszerzését megengedő müncheni egyezmény megkötését követően az összesküvők 1938. szeptember 29-én lemondtak tervükről.

A Franciaország elleni támadások idején, 1940-ben vezérkari tisztként szolgált, és meg- kapta az első osztályú vaskeresztet. 1941-ben a Szovjetunió elleni támadás idején a keleti frontra került, ahol felháborodva és döbbenten tapasztalta meg az orosz és zsidó lakos- ság elleni tömeges atrocitásokat. 1942 októberében felvette a kapcsolatot a Hitler ellenes összeesküvőkkel, így közeli kapcsolatba került Hennig von Treschkow, Friedrich Olbricht tábornokokkal és Fritz-Dietlof Graf von der Schulenburg főhadnaggyal

1943 januárjában előléptették alezredessé, 1943 márciusában Afrikába vezényelték. Itt a 10. páncéloshadosztálynál teljesített szolgálatot, és Erwin Rommel visszavonulását kellett volna fedeznie; 1943. április 7-én súlyosan megsebesült. Elvesztette bal szemét, jobb ke- zét, és két ujját a bal kezén. Visszaszállították Németországba, három hónapot töltött a kórházban Münchenben.

1943 tavaszától meghatározó tényezőjévé vált a Hitler elleni összeesküvésnek. Amikor, 1943 októberében Treschkow frontszolgálatra került, szerepe nagymértékben megnőtt, és 1944–re fontos kapcsolatot épített ki polgári ellenállási csoportokkal, Carl Friedrich Goerdelerrel és Ludwig Beckkel egyetemben ő koordinálta a merénylet tervét. Ekkor az ellenállók már készen álltak Párizsban, Bécsben, Berlinben; a Valkűr-hadművelet során átvették volna a hatalmat.

A póttartalékos német haderő vezérkari főnökeként 1944. július 20-án részt vett a rastenburgi főhadiszálláson 12:30-kor kezdődő megbeszélésen, amikor is elrejtett egy bombát tartalmazó táskát a tárgyalóasztal alatt, közvetlenül Hitler közelében. Miután a vezérkar tagjai megérkeztek, von Stauffenberg — a tervnek megfelelően — elhagyta a szobát, ahol tíz perc múlva a szerkezet működésbe lépett.

Hitlernek hatalmas szerencséje volt, ugyanis Heinz Brandt ezredes, aki közvetlenül mel- lette állt, a megbeszélés során távolabb tolta az útjában lévő táskát Hitlertől, aki így a robbanás során csak könnyebb sérüléseket szerzett. A detonáció következtében négyen vesztették életüket, de megkímélte a szobában lévők nagy részének életét.

A sikertelen merénylet után az ellenállási mozgalom is megbukott, és az ezt követő megtorlás során több mint 5000 embert tartóztattak le, és 200-at ki is végeztek, köztük Stauffenberget is. Őt és három  társát még a merénylet napjának éjjelén agyonlőtték a berlini Bendler-blockban, a Wehrmacht-főparancsnokság udvarán.

A Bendler-block udvarán 1953-ban állítottak fel egy emlékművet Stauffenberg és társai emlékére. A Bundeswehr 1999 óta tart eskütételt az évforduló napján.