Po wybuchu II wojny światowej Hassell brał udział w spisku mającym na celu obalenie Hitlera. Hassell pośredniczył w kontaktach pomiędzy konserwatywnymi ugrupowaniami opozycyjnymi, skupionymi wokół Carla Friedricha Goerdelera i Ludwiga Becka (sam ironicznie nazywał to ugrupowanie (nawiązując do angielskiej terminologii) Najbardziej lojalną opozycją Jego Królewskiej Mości) oraz tzw. Kręgiem z Krzyżowej.
W ciągu kilku kolejnych lat Hassell wykorzystywał swoje stanowisko w komitecie wykonawczym Ekonomicznego Kongresu Europy Środkowej, by omówić z urzędnikami alianckimi przyszłość Niemiec po ewentualnym zamachu stanu. Razem z Beckiem i Johannesem Popitzem przewidywał wewnętrzną organizację pohitlerowskich Niemiec po udanym zamachu stanu. Hassell miał pełnić funkcję ministra spraw zagranicznych w przyszłym rządzie tymczasowym. Wówczas, począwszy od roku 1943, nie należał już do głównych przywódców ruchu oporu, nie brał również udziału w przygotowaniach Clausa von Stauffenberga do zabójstwa Hitlera.
Niemniej jednak, 29 lipca 1944 roku, Hassell został aresztowany przez Gestapo za udział w zamachu z 20 lipca. 8 września, po dwudniowym procesie przed Sądem Ludowym (Volksgerichtshof), któremu przewodniczył Roland Freisler, został skazany na śmierć.