Провал покушения на Гитлера, организованного полковником Штауффенбергом, также повлиял на его дальнейшее продвижение, так как он принимал самое активное участие в расправе над участниками заговора. Во время взрыва в «волчьем логове» был смертельно ранен генерал от инфантерии Рудольф Шмундт, шеф-адъютант вермахта при Гитлере, начальник НРА (управления личного состава сухопутных войск). Доставленный в растенбургский госпиталь Шмундт скончался от полученных ран 1 октября 1944 года. Его преемником Гитлер назначил Бургдорфа.
Адольф Гитлер потребовал учинить над заговорщиками быструю и жестокую расправу. Одной из жертв оказался весьма популярный в рейхе военачальник фельдмаршал Эрвин Роммель, легендарный «Лис пустыни», который был замешан в заговоре. Фельдмаршал Кейтель возложил на Бургдорфа осуществление секретной миссии — ознакомить Роммеля со свидетельскими показаниями, которые обвиняли его в «государственной измене». Если представленные утверждения окажутся правдой, то любимому народом Роммелю мог быть предоставлен выбор: совершить самоубийство или предстать перед народным судом.
Послушный приказу Бургдорф вместе со своим представителем генерал-лейтенантом Эрнстом Мейзелем 14 октября отправился в Херлинген, домой к Роммелю. С собой они везли письмо и коробку ампул с ядом. Отдав распоряжение солдатам СС окружить виллу, Бургдорф и Мейзель вошли в дом и предъявили фельдмаршалу письмо Кейтеля. К удивлению Мейзеля, Роммель признался в том, что действительно принимал участие в заговоре с целью смещения Гитлера. Тогда Бургдорф ознакомил фельдмаршала с возможным выбором. Если тот выберет самоубийство, Гитлер обещал ему похороны на государственном уровне с соблюдением всех воинских почестей и гарантировал безопасность и поддержку его семье, включая выплату пенсии. Если же «Лис пустыни» выберет народный суд, то его семье будет уготована такая же участь, что и ему. Эрвин Роммель выбрал яд и через час был мертв.
О том, что думал Бургдорф, осуществляя эту секретную миссию в доме Роммеля, мы можем только гадать, но его поздние замечания ясно свидетельствуют о его непоколебимой преданности Гитлеру и делу нацистской партии. В качестве нового начальника управления личного состава сухопутных войск, а теперь еще соучастника убийства одного из противников Гитлера, Бургдорф стал вхож в ближний круг фюрера и не оставлял его до самой смерти. Гитлер по достоинству оценил лояльность Бургдорфа и 1 ноября 1944 года произвел его в генералы от инфантерии. Кроме того, именно по рекомендации Бургдорфа Гитлер назначил генерала от инфантерии Ханса Кребса на должность начальника Генерального штаба вместо генерал-оберста Хайнца Гудериана.
Вильгельм Бургдорф был упрямым и жестоким человеком, к тому же любителем выпить. За рабскую преданность нацизму его ненавидела большая часть офицерского корпуса. В течение последних двух месяцев войны Бургдорф делал все от него зависящее, чтобы сохранить порядок, он все еще никак не мог поверить, в то, что положение Берлина безнадежно. 13 марта 1945 года Геббельс записал в своем дневнике: «Управление личного состава сухопутных войск является единственной организацией вермахта, где поддерживается идеальный порядок, и придраться к которой просто не за что. Сомнений быть не может, что генерал Бургдорф хорошо справляется и с этой работой».[41] В самом деле, Гитлер не раз устраивал разнос армейским офицерам, офицерам СС и даже старым, преданным партийцам, но нет ни одного свидетельства о том, чтобы он проявил недовольство Бургдорфом. В последние дни рейха генерал близко сошелся с Геббельсом и Мартином Борманом. Особенно хорошо ладили между собой Бургдорф и Борман. Так, на приеме в Растенбурге эти двое так напились, что танцевали вместе и кричали о вероломстве фельдмаршалов.[42]
8 апреля 1945 года Бургдорф признался Кребсу: «С того момента, как почти год назад я приступил к этой работе, я вкладывал в нее всю свою энергию, всю свою веру. Я всеми средствами стремился объединить армию и партию… В конце концов они обвинили меня в том, что я предаю интересы германского офицерства, и теперь я вижу, что упреки были вполне оправданны, что моя работа была напрасной, а моя вера ошибочна, не только ошибочна, а наивна и глупа.».[43]
Но вскоре начальник управления личного состава сухопутных войск вышел из состояния угнетенности и до конца остался преданным делу фюрера и нацизму. Когда кольцо окружения советскими войсками сомкнулось, Бургдорф дал всем ясно понять, что остается в бункере. Он был среди тех, кто присутствовал на прощании с Гитлером перед его самоубийством. Единственными, кто оставался в бункере после смерти фюрера, были генерал Бургдорф, генерал Кребс и телохранители СС. Существует мнение, что Бургдорф и Кребс застрелились в подвале рейхсканцелярии 1 мая 1945 года, незадолго до появления там русских. Тела их в сумятице, что сопровождала падение Берлина, были утеряны, и место, где они нашли свой последний приют, неизвестно.