Il nome completo di Stauffenberg era Claus Philipp Maria Justinian, seguito dal titolo nobile di "conte di Stauffenberg". È nato nel castello di Stauffenberg di Jettingen tra Ulm e Augusta, nella parte orientale della Svevia, all'epoca nel Regno di Baviera, parte dell'Impero tedesco. Era il terzo di quattro figli, compresi i gemelli Berthold e Alexander e il suo stesso fratello gemello Konrad Maria, che morì a Jettingen un giorno dopo la nascita il 16 novembre 1907. Suo padre era Alfred Klemens Friedrich Philippinian, l'ultimo Oberhofmarschall del Regno di Württemberg. Sua madre era Caroline Schenk von Stauffenberg, née Gräfin von Gräfin von Üllküll-Gyllen, la figlia di Alfred August Graf von Üllküll-Gyllen e la figlia di Richard August Präfin von Präfenberg, all'epoca nel Regno di Baviera, parte dell'Impero tedesco.
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