בתגובה להצעתו של הרוזן ברנדוט, המתווך מטען האו"ם, להעביר את הנגב לידי המצרים, הוחלט בצה"ל לפתוח במבצע שיפרוץ דרך אל הנגב הנצור, וינתק את הכוח המצרי הנמצא באזור מג'דל. המבצע נקרא "מבצע יואב" על שם כינויו המחתרתי של איש הפלמ"ח יצחק דובנו, שנהרג בהתקפה המצרית על קיבוץ נגבה.

מפקד המבצע היה יגאל אלון, מפקד חזית הדרום. לרשותו הועמדו שלוש חטיבות חי"ר - גבעתי, פלמ"ח הנגב ופלמ"ח יפתח, וכן חטיבה 8 המשוריינת בפיקודו של יצחק שדה. חטיבה 9 (חטיבת עודד) הוכנה כעתודה לכוחות הלוחמים. במבצע השתתפו 12 טנקים - 90 אחוז מכוח הטנקים של צה"ל.

המבצע השיג את רוב יעדיו: צה"ל הצליח לתקוע טריז בין הכוחות המצריים; חלק גדול מהצבא המצרי כותר בכיס פלוג'ה; צומת עיראק סואידן נכבש ב-17.10, ובאר שבע ב-21.10; המצרים נסוגו מאשדוד ומניצנים; הדרך לנגב נפרצה. במהלך המבצע ביצעו מטוסי חיל האוויר 239 גיחות, הטילו 150 טון פצצות, השמידו מטוסי אויב בשדה התעופה באל-עריש, ופגעו בבאר שבע, במגדל, בעזה, בפלוג'ה ובחוליקאת. בתקיפות השתתפו גם מטוסים קלים.