Stauffenberg sposò Nina Freiin von Lerchenfeld il 26 settembre 1933 a Bamberg. Ebbero cinque figli: Berthold; Heimeran; Franz-Ludwig; Valerie; e Konstanze, che nacque a Francoforte sull'Oder dopo l'esecuzione di Stauffenberg. Berthold, Heimeran, Franz-Ludwig e Valerie, a cui non fu detto dell'atto del padre, furono collocati in una casa di affidamento per il resto della guerra e furono costretti a usare nuovi cognomi, poiché Stauffenberg divenne considerato tabù. Nina morì all'età di 92 anni il 2 aprile 2006 a Kirchlauter vicino a Bamberg, e fu sepolta lì l'8 aprile.
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