從1968年下半年開始，埃以雙方又進行了兩年的「消耗戰爭」。埃軍炮兵部隊向運河東岸的以軍實施大規模炮擊，以軍則從1969年下半年起，開始向運河西岸包括開羅周圍地區實施戰略空襲，雙方還互派突擊隊偷襲對方。通過兩年的「消耗戰爭」，埃及深感自己的防空力量薄弱，地面部隊的力量也需得到加強，遂決定從蘇聯購置大量的武器裝備。蘇聯也利用埃及的困境，大肆向埃及滲透。美國則大力支持以色列。美蘇在中東的較量中為避免直接對抗，力圖在中東製造一種「不戰不和」的局面。
1973年10月6日，埃及、敘利亞為收復失地，經過周密準備之後，向以色列發動突然襲擊，開始了第四次中東戰爭，又稱「贖罪日戰爭」、「十月戰爭」、「齋月戰爭」。1970年10月，薩達特繼納賽爾任埃及總統，為擺脫「不戰不和」的局面，開始大力加強軍備。1971年5月，又與蘇聯簽訂了友好合作條約，但蘇聯在向埃及提供武器的問題上一拖再拖，到1972年4月，薩達特再次訪問蘇聯時，蘇聯仍未向埃及提供武器援助。5月，美蘇首腦在莫斯科會談後，蘇聯決定取消向埃及提供武器的計劃。
蘇聯的舉動引起埃及的極大憤怒。7月8日，薩達特宣佈結束蘇聯軍事顧問和專家在埃及的使命，要求2.1萬名蘇聯軍事人員在10天內離開埃及；蘇聯在埃及的一切軍事設施，或者賣給埃及，或者全部撤走。這一舉動，是埃及擺脫蘇聯控制，突破「不戰不和」局面的重大步驟。
當時的國際國內形勢對埃及頗為有利。1973年初，所有阿拉伯國家軍事首腦在開羅舉行會議，共同商討未來戰爭的戰略。會後，埃及成立了武裝部隊聯合司令部。4月，又在開羅召開了阿拉伯各國參謀長會議，統一了未來的作戰思想。8月，埃、敘最後審定了在北、西南兩線同時向以色列發起進攻的聯合作戰計劃。為達到出其不意，攻其不備的效果，埃、敘制定了多種迷惑以色列的措施。1972年底，埃及耗費400萬美元在運河西岸修建一道巨大河堤，表面上是抵擋以色列的襲擊，實際上是用來隱蔽炮兵和坦克的集結。從1973年初開始，埃及多次徵召後備役人員服役，然後又分批復員，給以色列造成錯覺。埃敘兩國還以開展頻繁外交和「例行演習」的方式迷惑以色列。在備戰過程中，埃敘都制定了嚴格的保密規定。對於作戰意圖、作戰計劃，埃及規定只讓總統、國防部長几人知道，敘利亞規定只讓總統等十幾個高級軍政人員知道。作戰命令在開戰前6小時才傳到師級指揮員，開戰前3小時傳到營級指揮員。臨戰前2小時，前線指揮官還讓一些士兵下河游泳，在沙灘上晾衣服，使前線保持一派「和平」景象。
以色列在「六五戰爭」中佔領了大片阿拉伯國家的領土。戰略縱深全面擴大——西奈半島和加沙地區，戰略縱深增大200公里以上；約旦河西岸，戰略縱深增大90公里以上，為保住這一「安全邊界」，以色列戰略思想由進攻轉為防守。在這一思想的指導下，以軍構築了堅固的防禦工事。在蘇伊士運河東岸，興建了一條長123公里，以當時的以軍總參謀長巴列夫命名的防線。沙堤高8.5米，朝運河一面被削成55度的陡坡，在坡上設置了鐵絲網和地雷區，還設置有通向運河的凝固汽油管，點燃後可在運河上形成一道火網。以軍沿運河全線還修築了31個核心堡，形成交叉火力網。在西奈半島腹地，還有機場和「霍克」防空導彈陣地。在戈蘭高地，以軍也修築了堅固的工事。因此，以軍自恃防守堅固，在前沿地區陳兵不多。
1973年10月6日14時，蘇伊士運河東岸以軍防禦工事的沙壘中，突然發生兩聲巨響，埃及蛙人在前一天晚間埋入水下的兩個炸藥包爆炸了，它揭開了第四次中東戰爭的序幕。緊接著，埃、敘兩國軍隊從西、北兩線同時向以軍發起突然襲擊。10月6日是穆斯林的齋月節，又是猶太教的贖罪日。齋月節裡，阿拉伯人白天不吃飯，縮短工作時間，減少活動。所以，以色列認為，阿拉伯國家決不會在這一天發起進攻。贖罪日是猶太人的絕對休息日，從日出至日落，不吃、不喝、不吸煙、不廣播。大多數官兵都留在營中，前沿士兵很少。埃、敘就選擇了這一天突襲。
在西線，埃軍出動了200多架飛機，從東路轟炸和襲擊以軍在西奈半島的前線指揮部、炮兵陣地、部隊集結地、防空導彈系統、通信雷達設施和機構等重要軍事目標。同時，埃軍隱蔽在運河西岸沙壘後的2000門榴彈炮和重型迫擊炮，也向巴列夫防線的前沿工事和後方目標發起攻擊，有效地壓制了以軍火力。
埃軍的計劃是首先強渡蘇伊士運河，突破「巴列夫」防線，控制運河東岸15—20公里的地區；第二步攻佔米特拉山口、克迪山口和哈特米亞山口一線，保障運河東岸前沿陣地的安全，然後，視情況向縱深發展。為此，埃軍在蘇伊士運河兩岸集結2個軍團共9個師的兵力約12萬人。北翼為第二軍團共5個師，是戰役主攻方向，南翼為第3軍團共4個師。戰鬥開始後，埃軍地面部隊約8000人在飛機、防空軍的掩護下，乘水陸裝甲車和橡皮舟從坎塔納、伊斯梅利亞、德維斯瓦、沙盧法和蘇伊士城同時強渡運河。登岸之後，迅速在堤上開闢通道、攀登河堤，摧毀以軍前沿火力點，同時，用爆破筒在東岸沙堤以軍鐵絲網和地雷區中開闢通道。埃及工兵用高壓水龍頭沖刷以軍沿河岸修建的沙堤，僅用9小時，就在沙堤上打開了60多個缺口，架設10座浮橋和50個門橋渡場。在戰鬥打響後的24小時，埃軍10萬人和1020輛坦克以及1.35萬部車輛通過運河。緊接著，埃軍向兩翼展開，著手消滅各據點的以軍，攻佔以軍前沿據點15個，粉碎了以軍前沿坦克的反衝擊。兩翼用穩步平推的辦法向以軍防禦縱深攻擊。不到三天，埃軍控制了運河東岸10至15公里地區。
為配合正面作戰，埃軍傘兵和突擊分隊乘直升機在西奈半島縱深地區大規模降落，破壞敵軍交通、通訊和補給。海軍為牽制以軍，封鎖蒂朗海峽和曼德海峽，封鎖亞喀巴灣和紅海出口，並在沙伊沙姆赫地區進行海上登陸作戰，襲擊以軍。
當埃軍在西線發起攻擊的同時，北線的敘利亞軍隊也於6日14時向戈蘭高地發起猛攻。敘軍出動100架飛機襲擊以軍指揮所等重要軍事目標。敘軍的1500門大炮也開始炮擊戈蘭高地上的以軍陣地。敘軍第一梯隊三個師，1000多輛坦克，在空軍和地空導彈部隊的掩護下分三路向以軍陣地發起進攻。
北路敘軍進攻謝赫山、馬薩達等地。進攻中由於遭到以軍的阻擊，推進較慢。中路和南路是敘軍攻擊的重點。中路敘軍第9步兵師很快就突破了以軍188裝甲旅的防線，攻佔了艾哈邁裡亞。以軍退守庫奈特拉待援。敘軍雖出動了二線坦克，利用夜間頻頻發動進攻，但以軍也調集了大批坦克向敘軍發動反衝擊，雙方1500輛坦克在狹長的平原上激戰了近48小時，以軍188裝甲旅幾乎被全殲，僅剩10餘輛坦克。7日晨，敘軍突破1967年停火線約75公里，進到敘以邊境太巴列湖附近。以軍在倉促應戰之時，逐漸看到敘軍的許多弱點。於是，以軍決定集中兵力對付北線敘利亞軍隊，以扭轉戰局。至11日，北線以軍主力劇增至22個旅，約10萬人。
埃軍初戰得勝，佔領了運河東岸的部分地區，達到了預期目的。所以，從10日起，埃軍在西奈半島停止了進攻，著手調整部署鞏固陣地。這給以軍提供了喘息之機，以軍利用這一短暫的間隙集中兵力，實行先北線後西線各個擊破的戰略方針。
10月10日，以軍在北線集中了15個旅和1000輛坦克，在飛機的掩護下，突破敘軍防禦陣地後，又採取正面突擊同迂迴包圍相結合的戰術，分三路向敘軍反擊。以軍進攻的重點是戈蘭高地中北部地區，而南部地區僅派少數兵力牽制。很快突破了敘軍防線，解除了庫奈特拉之圍。11日，以軍繼續向戈蘭高地增兵，總計達22個旅，近10萬人。以軍集中坦克500輛，沿不同的路線，向大馬士革方向快速前進。12日，以軍越過1967年的停火線，深入敘利亞境內30公里左右，敘利亞的步兵和防空軍則撤至首都大馬士革等重要城市地區。沿公路兩側建立防禦陣地，阻止以軍向大馬士革的進攻。
以軍在北線掌握主動後，隨即將作戰重點移至西奈半島，使西奈戰線從原來的4個旅增至3個師12個旅，並向西奈調去了大批飛機和坦克。
當以軍在北線反擊時，埃軍為增援敘利亞決定向以軍發起進攻。
10月14日6時，埃軍出動80架飛機、200門火炮對以軍第二線陣地進行了90多分鐘的火力準備，隨後，埃軍裝甲師、機械化師1000多輛坦克向以軍發起進攻，雙方在運河東岸展開了一次大規模的坦克會戰。埃軍兵分三路，向哈特米亞、吉迪和米特拉山口的以軍發起進攻，這是埃軍第一次脫離防空網和反坦克防禦系統進行的運動戰。以軍對埃軍的進攻有了準備，集中三個師利用山埡口兩側的有利地形進行步、坦、炮協同作戰，並出動了飛機支援。以軍共投入了坦克約800輛，經過數小時的激戰，以軍損失坦克50輛，埃軍則損失了200輛，被迫退回進攻出發陣地。
10月16日，以軍三個旅群向埃發動進攻，雙方展開了激烈的坦克戰和炮戰。同時，以軍根據美國偵察衛星提供的在大苦湖地區的埃軍第2、3軍團結合部有30公里的間隙的情報，抓住埃軍運河西岸兵力空虛之有利時機，從結合部突入運河西岸，建立了橋頭陣地，摧毀了埃軍幾個防空導彈陣地，並迅速組織了5個旅的兵力，在空軍的支援下，源源不斷地渡過運河。對於以軍突入運河西岸的作戰行動，埃軍誤認為是小股以軍的騷擾活動，未引起重視，以致以軍摧毀了埃軍的大量防空導彈陣地，以空軍得以在運河西岸進行輪番轟炸。18日，突入西岸的以軍大舉進攻埃軍陣地，到19日晚，以軍在西岸的部隊達到了4個坦克旅、1個機械化旅和1個傘兵旅。
突入運河西岸的以軍在取得主動權後，又不斷襲擊公路、鐵路和運河沿岸地區，切斷了埃軍2、3軍團的退路。此時，東岸以軍也配合發動攻勢，使第3軍團腹背受敵。22日，聯合國安理會通過《338號決議案》，呼籲埃、以雙方「就地停火」，埃及、以色列都表示接受停火，但以軍的進攻卻沒有停止。同時，以軍向北推進，企圖攻佔伊斯梅利亞，包圍埃及第2軍團，但未能成功，以軍又集中兵力，回師南下，迂迴包圍第3軍團。23日凌晨，以軍沙龍旅，依靠夜間偷運過河的人員和物品補給，向阿塔卡地區發動猛攻，當日晚，以軍佔領蘇伊士城郊外的煉油廠，切斷了蘇伊士城西南和南面第3軍團與部隊的聯繫，基本完成了對埃軍第3軍團大部分部隊的包圍。24日，雙方實現停火。埃以雖然都宣佈接受停火決議，但戰場上的軍事行動並沒有立即停止，以色列仍想消滅被圍的埃及第三軍團2萬多人，埃軍堅持頑強抵抗。在美蘇的強大壓力下，埃以最終實現了停火。
在北線，敘、以雙方在第二階段末期形成對峙後，以軍於10月22日出動1個傘兵旅，奪取了敘軍在戈蘭高地的最後一個陣地老山頭。敘軍隨後發動多次反擊，收復了一些失地，但成效不大，雙方仍處於對峙狀態。24日，敘以宣佈正式停火。這場戰爭歷時18天，埃及、敘利亞和以色列共投入兵力約110萬人，坦克5500多輛，作戰飛機1500多架。戰爭結果，阿拉伯國家死亡約2萬餘人，被擊毀坦克2000餘輛，損失飛機約400架；以色列軍隊死亡5000多人，損失坦克1000多輛，飛機200架。雙方戰爭消耗在50億美元以上。通過這次戰爭，埃軍收復運河東岸縱深10—15公里，南北長192公里的土地，面積為3000多平方公里。以色列新占運河西岸埃及領土1900餘平方公里和敘利亞戈蘭高地以東440平方公里的領土。