En 1938 à l'occasion d'un match de football entre l'Allemagne et l’Angleterre, dans la loge d’honneur, de gauche à droite : Fromm (alors Generalleutnant), l'ambassadeur britannique Nevile Henderson, le ReichssportführerHans von Tschammer und Osten.
Bien qu'informé que certains de ses subordonnés, plus particulièrement son chef d'état-major Claus von Stauffenberg, s'apprêtent à assassiner Hitler, Fromm n'intervient pas. Il reste d'abord dans l'expectative ; après la nouvelle de l'échec de l'attentat du , a contrario, il réagit brutalement en faisant immédiatement exécuter les principaux conspirateurs qu’il connaît dans la cour intérieure du Bendlerblock.
Or, cette réaction vive et précipitée a pour effet de mettre en lumière à la fois son comportement opportuniste, son inaction antérieure et fait par conséquent douter de son innocence dans le complot. A-t-il ainsi voulu faire taire d'ex-complices de peur qu'il ne soit lui-même mis en cause ? Il est arrêté, jugé coupable et condamné à la pendaison pour « mauvais exercice de ses fonctions » et « lâcheté devant l'ennemi ». Il est finalement fusillé par un peloton d'exécution dans la prison de Brandebourg.