W marcu 1943 roku Schlabrendorff wraz z von Tresckowem uczestniczył w próbie zamachu na Hitlera. Wspierani przez Wilhelma Canarisa i Erwina Lahousena (1897–1955), zaplanowali wysadzenie w powietrze samolotu, którym podróżował Hitler z inspekcji wojsk na froncie wschodnim i wizyty u feldmarszałka Günthera von Kluge (1882–1944). Miesiące wcześniej von Tresckow przy pomocy Rudolfa-Christopha von Gersdorffa (1905–1980) zorganizował niemieckie materiały wybuchowe, które okazały się jednak nieodpowiednie z uwagi na głośne dźwięki generowane przez zapalniki. Bardziej odpowiednie były materiały angielskie z bezgłośnym zapalnikiem. Przywiózł je 7 marca 1943 roku Lahousen wraz z Hansem von Dohnanyi i Hansem Osterem, którzy towarzyszyli Canarisowi podczas wyjazdu do kwatery głównej Grupy Armii Środek w Smoleńsku. Von Tresckow i Schlabrendorff spreparowali dostarczony im materiał w taki sposób, by wyglądał jak pakiet z butelkami brandy. 13 marca 1943 roku Schlabrendorff przekazał pakunek – jako przesyłkę dla podpułkownika Hellmutha Stieffa – niewtajemniczonemu pułkownikowi Brandtowi, który leciał w jednym samolocie z Hitlerem. Eksplozja miała nastąpić nad Mińskiem.