Именно во время этой поездки по Восточному фронту Томас стал свидетелем массовых убийств евреев. Разъяренный Томас поделился своими впечатлениями с другим активным заговорщиком, бароном Фридрихом Фалькенхаузеном. Они решили нанести визит фельдмаршалу фон Браухичу. Им хотелось знать, что теперь скажет Браухич относительно режима Гитлера. Своих гостей Браухич еще раз заверил, что его долг солдата состоит в том, чтобы подчиняться фюреру. Тогда Томас взорвался и сказал ему, что в расправах над евреями есть и его, Браухича, вина. Фельдмаршал, ничего не ответив, вышел.
Получивший отпор Томас снова вернулся к выполнению своих обязанностей. 6 мая 1942 года он был назначен в совет по вооружениям. Несмотря на то, что продолжал презирать нацистский режим, Томас все же выполнял свои обязанности и принимал участие в планировании операций, например, относительно экономической эксплуатации оккупированной России. В конце того же месяца его назначили шефом нового управления вооружений при имперском Министерстве вооружений и военного снаряжения. Несмотря на впечатляющее звание, полномочия были разделены между ним и Альбертом Шпеером (который был специально приглашен Гитлером как эксперт по военному снаряжению). 20 ноября 1942 года Томас оставил свой пост в Министерстве вооружений и военного снаряжения. Но работу в ОКВ он продолжил.
После конференции в Касабланке, прошедшей в январе 1943 года, Томас прекратил участие в антигитлеровском заговоре. Это решение он принял из-за заявления участника встречи, президента США Франклина Д. Рузвельта, в котором говорилось, что союзники не примут ничего, кроме полной и безоговорочной капитуляции Германии, Италии и Японии. Теперь Томасу стало ясно, что война проиграна и никакое альтернативное правительство не смягчит поставленных союзниками условий. Генерал понял, что убийство Гитлера[35], только превратит его в мученика в глазах немцев.
После неудачной попытки покушения 20 июля 1944 года были обнаружены бумаги, изобличавшие Томаса как возможного заговорщика. Хотя нацистский трибунал не сумел найти прямых доказательств участия Томаса в покушении на Гитлера, он был арестован и отправлен в концлагерь Флоссенбург. Затем