זו הייתה אחת הפעולות הנרחבות ביותר במלחמת ההתשה. כוחות שריון חצו את תעלת סואץ, ובאין מפריע דהרו לאורך עשרות קילומטרים ופגעו בעמדות של צבא מצרים, בסיוע לוחמי חיל הים, חיל האוויר והתותחנים. במבצע נהרגו בין 100 ל-150 חיילים ושוטרים מצרים.
טייס חיל האוויר, רב סרן חגי רונן, צנח ממטוסו שנפגע מאש מצרית - אך לא נמצא. הוא הוכרז כנעדר, ובהמשך כחלל שמקום גבורתו לא נודע. 50 שנה ל"מבצע רביב", ששינה את פני מלחמת ההתשה.
הצבא המצרי הפגיז וניסה לפגוע בחיילי צה"ל, שהיו באזור התעלה בסיני. כדי לנסות לשים קץ לתוקפנות המצרית הוחלט לפגוע בכוחות המצריים המוצבים מצידה השני של התעלה. כמה שעות לפני הפעולה הוכנסו טנקים ונגמ"שים לתוך נחתות של חיל הים, שחצו את התעלה בשעות החשיכה.
ב-9 בספטמבר 1969 בשעה 5:20 לפנות בוקר ניתנה הפקודה "נוע". כמה טנקים של צה"ל דהרו על הכביש הנושק לשפת המים בתעלת סואץ וירו אש תופת לכל עבר. מדובר היה על טנקי טירן 5, שלמעשה היו טנקי טי 55 רוסיים שצה"ל לקח כשלל במלחמות הקודמות. הדבר גרם למצרים לחשוב כי מדובר בכוחות מצריים ולא בכוחות צה"ל.
הכתב הצבאי של "ידיעות אחרונות" באותה תקופה, איתן הבר, תיאר את המבצע: "החיילים הישראלים ירו ללא הרף. ירו לכל מקום, לתוך הבקתות, האוהלים, לתוך המבנים, לתוך מכלים, לבנייני משאבות. כולם נוקדו ככברות". המצרים הגיבו באש לעבר הכוח הישראלי שנע במהירות. אחדים מהקליעים המצרים פגעו בטנקים, וחייל נפצע קל.
בשעה שעל היבשה שעט כוח השריון הישראלי ללא מעצורים, החל גם חיל האוויר לפעול. ראשית הותקפה סוללת קרקע-אוויר SA2, אשר חלשה על כל אזור הפעולה. סוללה זו, אילולא הייתה נפגעת, הייתה יכולה לסכן את כל הפעולה האווירית.
מטוסי חיל האוויר זינקו ופוצצו את סוללת הטילים. לאחר מכן המשיכו המטוסים לתקוף מטרות אחרות. בהמשך הפעולה האווירית הושמדו שתי תחנות מכ"ם, והמטוסים "טיפלו" גם בבתים ובאוהלים לאורך הדרך. מפקד כוחות השריון אמר בהתפעלות: "אש המטוסים ירדה כמה מאות מטרים לפנינו וטיאטאה את כל הדרך".
המצרים ירו באש נגד מטוסים לעבר המטוסים הישראליים. במקרה אחד פגעו במטוס, שטייסו ניסה כנראה להביאו לשטח ישראל למרות הפגיעה. בהיותו בשמי מפרץ סואץ, בגובה רב ובמרחק של כ-4-3 ק"מ מהחוף, נטש רב סרן רונן את מטוסו וצנח. מסוק של חיל האוויר שחג בסמוך הוזעק לסייע, אך הטייס נפל על מי התעלה והוכרז כנעדר.
בשלב זה כוח השריון הגיע לתחנת המכ"ם בראס אבו-דארג', וכאן הסתייע גם באש ארטילרית שניתכה על המקום עוד לפני שכוח השריון נכנס לתוכו. מיד לאחר אש התותחים פרץ השריון לתוך תחנת המכ"ם הימי והרס אותה. חיילים השליכו רימונים ומטעני נפץ לתוך הבונקרים. החיילים המצרים קראו לעזרה מתוך התחנה שבערה.
חיילי צה"ל המשיכו הלאה, ופגשו בשלושה נגמ"שים מצריים. שלמה באום, שפיקד על יחידת הנגמ"שים, ירה לעברם. הוא פגע בנגמ"ש אחד ושני האחרים נמלטו. חיל האוויר הוזמן כדי "לטפל" בחיילים המצרים שברחו. כך, למעשה, נעו כוחות צה"ל לאורך כל הדרך.
בצידי הדרך היו פזורות עשרות גוויות של חיילים מצרים וכלי רכב בוערים. בתוך התעלות רצו חיילים מצרים לצד גופות חבריהם. כמה מהם העמידו פני מתים. הכוח המשיך הלאה לאורך כל הדרך, "מהר, בקצב שריון – ובקצב אש רצחני".
בראס זעפרנה, במרחק של כ-70 ק"מ מהמקום שבו עברו הכוחות את התעלה, הגיע לקיצו המסע של כוח השריון. סמוך לשעה 13:00 בצהריים הגיע הכוח אל המקום שיועד לו כמקום הנסיגה. הנחתות של חיל הים, שסייעו לכלים המשוריינים לחצות את התעלה, קרבו שוב אל החוף. הטנקים הועמסו עליהן, והן הפליגו לדרכן. על מפרץ סואץ ירדה דממה.
בינתיים הגיעו לישראל השמועות על "משהו גדול שהולך בדרום". איש לא ידע בדיוק במה מדובר. אנשים נצמדו למקלטי הרדיו בתקווה לשמוע מה קרה, והמתיחות ברחוב הייתה בשיא – אך דובר צה"ל דאז לא אמר דבר. הבר כתב אז כי "ערפל הקרב הזכיר לרבים מבין העיתונאים את יומה הראשון של מלחמת ששת הימים, כאשר צה"ל לא הודיע מאומה".
פרצה ראשונה בחומת השתיקה הגיעה רק בשעות הצהריים, כשכתב CBS עקף את הצנזורה הישראלית ושידר ידיעה על הפעולה למערכת שלו בארה"ב. העיתונאים עטו על הידיעה כמוצאי שלל רב. על הטלפרינטרים בכל מערכות העיתונים בעולם הופיעה המילה "פלישה".
רק לאחר כמה שעות יצאה הודעה מוסמכת מלשכת דובר צה"ל על הפעולה ועל סיומה המוצלח. הישראלים הסקרנים שמעו סוף כל סוף ברדיו מה בדיוק קרה. הרמטכ"ל חיים בר-לב אמר במסיבת עיתונאים לכתבים צבאיים: "למלחמת ההתשה שעליה הכריזה מצרים אני עונה בשתי דרכים: אנו עושים מאמץ להיפגע כמה שפחות ולפגוע כמה שיותר. הפגיעות שלנו מעבר לגבול מחייבות את האויב לנקיטת צעדים הכרוכים בהתשתו".
רב אלוף בר-לב המשיך: "הפעולה האחרונה היא הוכחה לאוזלת היד של המצרים לתת תשובות לבעיות האסטרטגיות שלהם. הפעלנו את חיל האוויר בצפון התעלה ואין להם תשובה. היום הראינו להם שהם חסרי אונים גם נגד פעולות מסוג זו שהייתה".
ראש הממשלה דאז, גולדה מאיר, פרסמה הודעה על המבצע: "הפעולה באה בעקבות התוקפנות הנמשכת של הצבא המצרי באותו אזור. במשך חודש אוגוסט בלבד היו למעלה מ-500 מקרים של הפרות הסכם הפסקת האש מצד מצרים, כולל יריות, הפגזות, מקרי חבלה ומיקוש".
מאיר שיבחה את חיילי צה"ל: "הפעולה גילתה שוב את כושרו המבצעי המעולה של צה"ל, שפעל כ-10 שעות בעוצמה רבה בשטח האויב, בהתאם ללוח זמנים ערוך מראש. הפשיטה נועדה להלום בבסיסים ובריכוזים של הצבא המצרי, שמהם יצאו יחידות קומנדו לשם הנחת מוקשים ולשם התקפה על מוצבים ישראליים. הפעולה בוצעה בדיוק כמתוכנן, החל מהנחיתה ועד להחזרת כל כוחותינו".
מנגד, במצרים אמרו כי "הפשיטה מעבר לסואץ היא פרי דמיונה החולני של ישראל". דובר ממשלת מצרים, מוניר חאפז, אמר: "הישראלים אומרים שהנחיתו אנשים וטנקים בשטח שלנו. זו טענה מגוחכת. שום חייל ישראלי ושום טנק ישראלי לא חדרו לתחום מצרים".
דובר בצבא מצרים הוסיף: "הישראלים אומנם ביקשו לפלוש לשטח מצרי במפרץ סואץ והם התקרבו בנחתות, אך נאלצו לסגת חיש מהר, לאחר ששתיים מהנחתות שלהם טובעו".
ב"ניו יורק טיימס" נכתב אז כי "ישראל נאלצה לבצע את הפשיטה בחזית רחבה במפרץ סואץ ולעומק המערך ההגנתי המצרי כדי להגן על ביטחונה. למעשה, מצרים הזמינה בעצמה פעולה כזאת". לדברי העיתון, "יש לצפות עתה כי לפחות בטווח הקצר תפקח הפעולה הישראלית המוצלחת את עיני ההנהגה המצרית. המנהיגים האלה יבינו שמצרים אינה מוכנה למלחמה".
מי שסייעה לשריון הישראלי לחצות את התעלה הייתה יחידת הנחתות של חיל הים. ב"ידיעות אחרונות" נכתב אז כי יחידת הנחתות היא אחת הפעילות ביותר בחיל הים הישראלי, ואנשיה הם יורדי ים ותיקים וצעירים.
בכתבה תואר אז כי "הנחתת היא קרוב לוודאי כלי השיט המכוער ביותר המצוי בציי העולם, לרבות חיל הים הישראלי. היא נראית כארגז ענקי הצף על פני המים, ויש אף המכנים אותה 'מחסן צף'.
"לנחתת אין חרטום חד וירכתיים מחוטבות כמו לכלי שיט אחרים. בחלקה האחורי בנוי גשר הפיקוד שעליו נמצאים המפקד ועוזריו. חלקה הקדמי משמש מחסן לציוד המועמס עליה. היא יכולה לשאת מספר טנקים או כלי רכב אחרים, ציוד קרבי ולוחמים.
"בפשיטת צה"ל ב'מבצע רביב' הפליגו הנחתות מיד עם השלמת משימת הנחיתה. לאחר זמן-מה הגיעו אל המקום שנקבע כנקודת פינוי מהחוף המצרי. מכיוון שהנחתת היא כלי שיט הנתון להשפעת רוחות וזרמים, חייב מפקדה להיות איש ים מעולה, שיידע להתגבר על תקלות אלו ולנווט את ספינתו למקום שנקבע.
"הפלגה בכלי זה אינה מן הדברים הנעימים. הנחתת מיטלטלת ללא הרף מצד אל צד וגורמת לנוסעים לחוש ברע". הנחתות שהיו אז בשירות חיל הים נבנו במספנות חיפה, והותאמו במיוחד לצרכיו של צה"ל.
התגובה המצרית לפעולה הישראלית הגיעה כעבור יומיים, כשבישראל נערכו הכנות אחרונות לקראת ראש השנה תש"ל. ב-11 בספטמבר, סמוך לשעה 9:00 בבוקר, הגיחו 16 מטוסים מצרים לתוך חצי האי סיני. במרחק-מה היו עוד כמה מטוסים מצריים לחיפוי.
התוקפים המצרים הטילו פצצות על שלוש מטרות ישראליות בתעלת סואץ. שני עובדי חברת מקורות וחייל צה"ל נפצעו באורח קל ובינוני. כעבור כשלוש שעות ניסו עוד מטוסים מצריים לתקוף בסיסים של צה"ל בסיני, אך המתקפה סוכלה. 11 מטוסים מצרים הופלו בפעולה בקרבות אוויר ועל ידי לוחמי הנ"מ.
המצרים הצליחו להפיל מטוס ישראלי, והטייס גיורא רום נלקח בשבי. אחרי שלושה חודשים קשים בשבי המצרי, הוא הוחזר לישראל תמורת 70 שבויים מצרים וסורים. רום, שהשתחרר מצה"ל בדרגת אלוף, היה לאחרונה מועמד לתפקיד מבקר המדינה.