以色列对伊朗采取了军事行动，尽管美国与伊朗的谈判尚未破裂。6月13日，以色列轰炸了伊朗首都德黑兰，并实施了暗杀行动，随后伊朗誓言将展开“无止境的报复”。第一波无人机和导弹攻击后，伊朗最高领袖哈梅内伊声称将彻底摧毁以色列政权。此次冲突规模空前，以色列高官表示已制定为期14天的作战计划。
以色列此次打击伊朗有三个显著特征：一是行动规模创历史之最，空袭范围广且火力强度大；二是广泛进行特种作战，以色列摩萨德人员潜入德黑兰等地，协助打击目标，导致伊朗多地防空体系瘫痪；三是明确针对伊朗核设施和武装力量高层人物，包括多名高级军官和核科学家遇袭身亡。德黑兰民众抗议以色列行动，伊朗总统佩泽希齐扬发表电视讲话称，伊朗将通过合法和有力的回应让敌人后悔其行为。伊朗迅速任命新领导人并限制全国互联网访问以稳定局势。
作为初步回应，伊朗向以色列发射了100多架无人机，但被以色列及其盟友击落。随后，伊朗动用数百枚弹道导弹袭击以色列，造成多人伤亡。此前，国际原子能机构投票认定伊朗未履行核不扩散义务，伊朗则宣布启动第三个铀浓缩设施。美国总统特朗普为美伊谈判设定了两个月期限，但在谈判未果后，以色列发动了大规模空袭。
在双线博弈中，美国和以色列在伊核问题上立场坚定。美国旨在防止伊朗拥有核武器，而以色列则认为伊朗的核能力是其生存的根本威胁。以色列多次强调伊朗参与核谈判只是为了拖延时间，当前已接近制造核武器的临界点。伊朗反驳称以色列采取双标行为，发展核武器并攻击伊朗和平利用核能的设施。
以色列对伊朗的袭击引发了各方猜测，有人认为美国与以色列可能在演双簧戏，既展示特朗普的决断力又避免直接冲突。另一种说法是以色列意图维持美伊对抗长期化，迫使美国暂停从中东战略收缩并加大军力投入。此次袭击导致中东地区安全态势更加脆弱，国际社会呼吁避免人为导致的核灾难。
