Do zbrojnej konfrontacji z Izraelem, która miała w założeniu całkowicie unicestwić państwo żydowskie i zrealizować w ten sposób ówczesne dążenia wszystkich państw arabskich, parł przede wszystkim przywódca Egiptu (używającego wtedy oficjalnej nazwy Zjednoczona Republika Arabska) Gamal Abdel Naser. Liczył przy tym na siłę swej uzbrojonej przez Związek Radziecki armii i polityczne poparcie Moskwy.
15 maja 1967 roku Naser zażądał wycofania nadzorujących rozejm po poprzedniej wojnie z 1956 roku żołnierzy ONZ ze stref buforowych między Egiptem i Izraelem, co też nastąpiło. W sześć dni później Egipcjanie zaminowali cieśninę Tiran, by zablokować wyjście z Zatoki Akaba i położonego nad nią izraelskiego portu Ejlat na otwarte wody Morza Czerwonego. Towarzyszyła temu koncentracja wojsk egipskich, syryjskich, jordańskich i irackich - tych ostatnich na terytorium Jordanii - w pobliżu granic Izraela. 1 czerwca w obliczu bezpośredniego zagrożenia w Izraelu utworzono rząd jedności narodowej z Lewim Eszkolem jako premierem i Mosze Dajanem jako ministrem obrony. Rząd ten podjął w trzy dni później decyzję o dokonaniu prewencyjnego uderzenia.
Arabska koalicja miała przewagę liczebną, ale pod względem jakości uzbrojenia i wyszkolenia, jak też sprawności dowodzenia i woli walki wyraźnie ustępowała swemu przeciwnikowi, co szybko udowodnił przebieg działań wojennych.
Rozpoczęły się one nad ranem 5 czerwca zmasowanym uderzeniem izraelskiego lotnictwa na wojskowe lotniska egipskie. By w pełni wykorzystać czynnik zaskoczenia, atakujące samoloty nadlatywały nad swe cele na małej wysokości okrężnymi trasami nad morzami Śródziemnym i Czerwonym. W krótkim czasie Egipt utracił około 300 samolotów bojowych, co zapewniło Izraelowi pełne panowanie w powietrzu.
Jednocześnie izraelskie wojska lądowe podjęły ofensywę na Półwyspie Synaj, kierując się ku Kanałowi Sueskiemu. Do 8 czerwca opanowały cały Synaj wraz z kontrolowaną dotąd przez Egipt Strefą Gazy. Żegluga na będącym od tej pory linią frontu Kanale Sueskim została na osiem lat wstrzymana.
Izrael nie zamierzał początkowo atakować Jordanii, ale przekonany przez Nasera o nieuchronności arabskiego zwycięstwa jordański król Husajn wydał 5 czerwca przed południem rozkaz podjęcia ostrzału artyleryjskiego terytorium Izraela. Akcję tę wsparło jordańskie oraz irackie lotnictwo. W odpowiedzi Izraelczycy zaatakowali najpierw jordańskie bazy lotnicze, by wkrótce potem podjąć działania na lądzie, które doprowadziły do opanowania w ciągu dwóch dni całego Zachodniego Brzegu Jordanu wraz ze wschodnią częścią Jerozolimy.
Na wieść o rzekomych egipskich zwycięstwach Syria zareagowała rozproszonymi atakami lotniczymi i artyleryjskimi na terytorium Izraela, ale jej wojska lądowe zostały powstrzymane zaraz po przekroczeniu granicy. Wieczorem 5 czerwca izraelskie samoloty dokonały uderzenia na syryjskie lotniska z równie niszczycielskim efektem jak rano tego samego dnia w Egipcie. 9 czerwca na mocy decyzji izraelskiego rządu rozpoczął się atak na strategiczne syryjskie Wzgórza Golan, których zdobycie ukończono następnego dnia.
11 czerwca zawarto rozejm na wszystkich frontach wojny sześciodniowej. Izrael odniósł zwycięstwo kosztem 776 żołnierzy poległych, 2563 rannych i 15 wziętych do niewoli. Liczba poległych żołnierzy egipskich szacowana jest na 10 do 15 tys., jordańskich na 6 tys., a syryjskich na 2,5 tys. Exodus uchodźców z Zachodniego Brzegu Jordanu objął 300 tys. osób, a ze Wzgórz Golan - 100 tys.
Wojna sześciodniowa miała poważne reperkusje na światowej arenie politycznej. Skłoniła Związek Radziecki do zerwania stosunków dyplomatycznych z Izraelem, co uczyniły także pozostałe państwa Układu Warszawskiego z wyjątkiem Rumunii. Na mocy ogłoszonego przez prezydenta Charlesa de Gaulle'a embarga Francja przestała być głównym dostawcą samolotów bojowych dla Izraela, a w roli tej zastąpiły ją Stany Zjednoczone.
W listopadzie 1967 roku Rada Bezpieczeństwa ONZ uchwaliła rezolucję nr 242, nakazującą pełne wycofanie wojsk izraelskich z terytoriów okupowanych oraz uznającą prawo wszystkich państw regionu do pokojowej i bezpiecznej egzystencji. Mimo układów pokojowych, zawartych przez Izrael w 1979 roku z Egiptem i w 1994 roku z Jordanią, pełne wprowadzenie tej rezolucji w życie wydaje się wciąż odległe.