בשנת 1944, בזמן מלחמת העולם השנייה, קצינים בכירים בצבא הגרמני מתכוננים לתוכנית נועזת שמטרתה לחסל את אדולף היטלר ולשנות את מהלך המלחמה. טום קרוז מגלם את קולונל קלוס פון שטאופנברג, קצין שמאמין כי רק בהסרתו של היטלר ניתן להביא לסיום הסבל והחורבן שגרמניה עוברת. התוכנית, שכונתה "מבצע ואלקירי", התבססה על תוכנית חירום קיימת שהותאמה במיוחד כדי לאפשר הפיכה צבאית מהירה לאחר חיסולו של המנהיג הנאצי. הקצינים המתנגדים למשטר הנאצי, ביניהם דמויות מפתח שגולמו על ידי קנת בראנה, ביל ניי וטום וילקינסון, מתכננים את ההפיכה בקפידה, מתוך תקווה לקחת את הפיקוד על הצבא ולסיים את המלחמה במהרה. המבצע תוכנן להתבצע ב-20 ביולי 1944, כאשר פון שטאופנברג נושא עמו את הפצצה שתפוצץ את חדר הישיבות בו היטלר מתכנס. עם זאת, למרות ההכנות המדוקדקות, המבצע לא מצליח כפי שציפו. הפצצה פוצצה, אך היטלר שורד, וההפיכה מתמוטטת במהרה. הסרט מתאר במדויק את המתח, הסכנות וההקרבה האישית של הקצינים שהסכימו להמר על חייהם בניסיון להביא לשינוי דרמטי בהיסטוריה. המבצע שנכשל משאיר את הגיבורים במאבק נואש מול המשטר הנאצי, כשהם מתמודדים עם השלכות הכישלון ומנסים לשמור על תקוותיהם לעתיד טוב יותר. מבצע ואלקירי הוא סיפור אמיתי על אומץ, מוסר וניסיון להציל את גרמניה מהחורבן שהיטלר הביא עליה. הכישלון במבצע ואלקירי הוביל לתגובה קשה מצד המשטר הנאצי, שכללה מעצרים, חקירות והוצאות להורג של המעורבים ושל משפחותיהם. הסרט מדגיש את המסירות והאומץ של המתנגדים, שלמרות הסיכון העצום, לא ויתרו על התקווה לשינוי. ההיסטוריה רואה במבצע זה סמל לניסיון ההתנגדות הפנימי לנאציזם בתוך גרמניה עצמה, ומזכירה את החשיבות של עמידה נגד דיקטטורה ואכזריות. הסרט מצליח להמחיש את המורכבות האנושית והפוליטית של אותם ימים, ומזמין את הצופים להרהר על המחיר הכבד של מאבק למען צדק וחירות.
