Egipt i Syria niespodziewanie zaatakowały siły izraelskie na dwóch frontach, próbując zrewanżować się za upokarzającą klęskę z 1967 roku. Egipska armia pod dowództwem prezydenta Anwara Sadata sforsowała Kanał Sueski i wdarła się na półwysep Synaj, przełamując linie izraelskie (tzw. linia Bar-Leva). Równocześnie wojska syryjskie uderzyły na Wzgórza Golan, zaskakując izraelską obronę i początkowo zajmując znaczną część tego płaskowyżu. Dla Izraela był to moment krytyczny: państwo zostało zaatakowane w najświętszy dzień roku, gdy wielu żołnierzy było na urlopach, a mobilizacja nastąpiła z opóźnieniem. Pierwsze dni walk przyniosły ciężkie straty.
Jednak Izrael zdołał szybko zmobilizować rezerwy i dzięki amerykańskiej pomocy sprzętowej (tzw. „most powietrzny” z zaopatrzeniem) ustabilizował sytuację. Na froncie synajskim izraelska armia, dowodzona przez gen. Ariela Szarona, przeszła do kontrataku. Po zaciętych bitwach pancernych Egipcjanie zostali zatrzymani. W połowie października Szaron przeprowadził śmiałą operację desantu przez Kanał Sueski w okolicach Wielkiego Jeziora Gorzkiego – izraelskie wojska przeszły na zachodni brzeg kanału, otaczając jedną z egipskich armii i wychodząc na tyły drugiej. To zagroziło Kairu i przesądziło o wyniku na tym froncie. Na północy zaś Izraelczycy powstrzymali syryjską ofensywę na Wzgórzach Golan i sami przeszli do natarcia, docierając w rejonie Kunejtry na odległość kilkudziesięciu kilometrów od Damaszku. Po trzech tygodniach ciężkich walk, 24 października 1973 weszło w życie zawieszenie broni, nadzorowane przez ONZ. Izrael utrzymał wszystkie kluczowe pozycje, a nawet zajął niewielkie dodatkowe obszary (przy kanale Sueskim i na Golanach), ale militarnie poniósł bardzo dotkliwe straty w ludziach i sprzęcie.
Wojna Jom Kippur miała dalekosiężne skutki polityczne i gospodarcze. Na polu politycznym Egipt, mimo militarnej porażki, odczuwał psychologiczne zwycięstwo: armia egipska przełamała mit niezwyciężoności Izraela, a prezydent Sadat zyskał prestiż w oczach społeczeństwa arabskiego. To otworzyło drogę do późniejszej pokojowej zmiany kursu Egiptu – Sadat, przekonany że militarnie nie odzyska Synaju, zdecydował się na rokowania pokojowe z Izraelem, co doprowadziło do układów z Camp David (1978) i odzyskania Synaju na drodze dyplomacji. Syria natomiast utraciła na zawsze część Golan, ale utrzymała resztę. Najważniejszy jednak był globalny wymiar gospodarczy: podczas wojny państwa arabskie zrzeszone w OPEC użyły po raz pierwszy „broni naftowej”. 17 października 1973 ogłoszono embargo na eksport ropy do państw wspierających Izrael (głównie USA i Holandii) oraz jednoczesne ograniczenie wydobycia – co spowodowało czterokrotny wzrost cen ropy na światowych rynkach. Rozpoczął się pierwszy światowy kryzys naftowy: w krajach Zachodu brakowało paliwa, wprowadzano reglamentację benzyny, inflacja i bezrobocie poszybowały w górę, kończąc trwający od wojny okres prosperity. Świat zrozumiał, że uzależnienie od bliskowschodniej ropy stanowi słaby punkt gospodarek.
Kryzys naftowy 1973 zmienił wiele: zainicjował poszukiwania alternatywnych źródeł energii, dał bogactwo krajom roponośnym (szczególnie arabskim monarchiom Zatoki Perskiej) i przeniósł środek ciężkości ekonomiczny bardziej ku nim. W sensie politycznym wojna 1973 potwierdziła, że konflikt arabsko-izraelski ma wymiar globalny – mocarstwa (USA i ZSRR) były o krok od bezpośredniego starcia w trakcie wojny, ale w ostatniej chwili zadziałała dyplomacja i mechanizmy odprężenia (detente). Wreszcie, społeczeństwo izraelskie po raz pierwszy odczuło swoją kruchość – wstrząs po ofiarach wojny Jom Kippur doprowadził do protestów przeciw rządowi, zmian politycznych i większej skłonności do kompromisów w przyszłości. W sumie wojna Jom Kippur i następujący po niej kryzys naftowy uzmysłowiły światu, jak silnie Bliski Wschód może wpływać na losy globalnej gospodarki i polityki.