Był zaangażowany w spisek związany z zamachem w Wilczym Szańcu, oddalonym o kilkanaście kilometrów od rodzinnej posiadłości. Po nieudanym zamachu (w tym czasie przebywał na przepustce z wojska w celu zarządzania majątkiem) rozesłano list gończy, w którym zawarto zwięzły opis von Lehndorffa: 1,90 wzrostu, szczupły, barczysty, niskie czoło, duża głowa, włosy blond, zaczesane z przedziałkiem na lewą stronę, oczy niebieskie. Poszukiwania trwały na całym terytorium Rzeszy, ostatecznie został aresztowany dnia 14 sierpnia 1944. Wcześniej udało mu się zbiec dwukrotnie (w Sztynorcie, dnia 21 lipca 1944 i w Berlinie, 8 sierpnia 1944) - uciekał w drodze do więzienia. 3 września został skazany przez Trybunał Ludowy (niem. Volksgerichtshof) na śmierć, wyrok wykonano dzień później w więzieniu Plötzensee.
Po jego aresztowaniu żona, Gottliebe, została w ramach Sippenhaftu zesłana do obozu pracy, zaś córki, do końca wojny przebywały w tzw. prawomyślnych rodzinach zastępczych. Starsze dzieci trafiły do domu dziecka w Borntal koło Bad Sachsa, skąd po wojnie wydostały się dzięki pomocy hr. Marion Dönhoff, której babka i szwagierka pochodziły z rodu Lehndorffów. Jedna z córek porucznika, Vera von Lehndorff, w latach 60. XX w.