המבצע שבו חולצו היום (שבת) בחיים ארבעה חטופים ישראלים - נועה ארגמני, אלמוג מאיר ג'אן, אנדריי קוזלוב ושלומי זיו - ממרכז רצועת עזה התנהל תחת אש כבדה, וכלל רגעי חרדה יוצאי דופן. הרכב שבו היו שלושה מהחטופים נתקע במהלך המבצע בגלל תקלה טכנית, בזמן שהיה עדיין בלב נוסייראת, והתנהל קרב הירואי לחלץ אותו, עם החטופים והלוחמים שבו. לשם כך הופעלה אש כבדה של כוחות אוגדה 98.
המבצע כולו התנהל בהשתתפות כוחות גדולים של חיל האוויר וארטילריה, והיו מעורבים בו גם יחידות קומנדו וכן כוחות מיוחדים שפשטו דרך הים. בפעולה נפצע קשה לוחם ימ"מ אחד. כל ארבעת החטופים חולצו במצב טוב.
את פעולת החילוץ אישר הדרג המדיני הבכיר ביום חמישי לפנות ערב, במסגרת דיון מסווג שהתנהל תחת מידור כבד. היא בוצעה באזור שבו צה"ל לא תמרן עד כה מול גדודי חמאס, אלא הסתפק בתמרון בפאתיו בלבד. בשבועות האחרונים הוחלט להגביר את המאמץ המודיעיני כדי להתמקד בנקודות שבהן הוחזקו הארבעה על-ידי מחבלי הנוחבה. בהתאם לכך החלה אוגדה 98 לפשוט על החלקים המזרחיים של נוסייראת, ובמקביל הוכנסו כוחות מיוחדים למעקב מודיעיני וחשאי אחר שני איתורים שבהם הוחזקו הארבעה: נועה ארגמני באיתור אחד, ושלושת האחרים באיתור נפרד. גם חמאס עצמו נערך היטב לפעולה נרחבת של צה"ל בנוסייראת בשבועות האחרונים, והתבצר היטב בעיירה.
פעולת החילוץ כללה הסחות דעת והונאות, ובשעה 11:00 בבוקר ניתן האור הירוק: פקודת ה"פְּעל" הגיעה מהחפ"ק המשותף לראש השב"כ רונן בר והרמטכ"ל רא"ל הרצי הלוי, חפ"ק שבו ישב גם ראש הממשלה בנימין נתניהו, וצפה איתם במבצע החילוץ. לוחמי הימ"מ והשב"כ פשטו במקביל על שני היעדים וניהלו קרבות עם המחבלים, תוך חילוץ הארבעה כשהם בחיים. החטופים הועברו למסוקי חיל האוויר, ואלה העבירו אותם לבדיקות בבתי החולים, כשמצבם טוב. הפלסטינים דיווחו כי הפשיטה כללה הסתננות של כוח מיוחד ישראלי למרכז שוק נוסייראת.
חמאס החזיק מאות מחבלים חמושים מסביב לשני האיתורים ולכן הקרבות וחילופי האש נמשכו גם לאחר הוצאת ארבעת החטופים לישראל. "זה היה אחד המבצעים המיוחדים הכי מסובכים שנוהלו אי פעם", תיארו זאת בצבא. הימ"מ בחן בשבוע האחרון כמה מודלים לקראת הפעולה, וזכה למעטפות אש וחיפויים מכוחות אוגדה 98, מחיל האוויר ומחיל הים.
יצוין כי ביום חמישי, שבו אישרו ראש הממשלה ושר הביטחון את המבצע לחילוץ החטופים, בוטלו הישיבות של קבינט ניהול המלחמה ושל הקבינט המדיני-ביטחוני, והסברה הייתה אז שהן בוטלו בשל המשבר הפוליטי בין נתניהו לשר בני גנץ. עם זאת, הסיבה הייתה ההיערכות למבצע החילוץ.
במקביל לפרסום מבצע החילוץ בצהריים דיווחו הפלסטינים על 50 הרוגים ועוד עשרות פצועים בשורותיהם מאש צה"ל במרכז הרצועה, בין השאר בסביבת בית החולים אל-אקצא בדיר אל-בלח. במהלך פעולת החילוץ טענו הפלסטינים כי חיילים מכתרים "עקורים" בבית ספר באזור אל-דאעווה, צפונית לנוסייראת, וקודם לכן בבוקר דווח על ירי לעבר חופי עזה ועל עימותים בין כוחות צה"ל לחמאס מזרחית למחנות אל-בורייג' ואל-מראזי במרכז הרצועה.
הפשיטה היום באה יומיים לאחר תקיפת צה"ל על מתחם ששימש את חמאס הממוקם בתוך בית ספר של אונר"א באזור מחנה הפליטים, שבה לטענת הפלסטינים נהרגו כ-40 בני אדם. בצה"ל אמרו כי במתחם שהו מחבלי חמאס והג'יהאד האיסלאמי אשר השתייכו לכוחות הנוחבה ולקחו חלק בטבח ביישובי העוטף.
אמש הודיע צה"ל כי כלי טיס של חיל האוויר בהכוונת אגף המודיעין, שב"כ ופיקוד הדרום, מכולה בה שהו מחבלים ששימשה את חמאס, שגם היא מוקמה במרחב בית ספר של אונר"א, במחנה הפליטים שאטי שבצפון הרצועה. בצה"ל אמרו כי המכולה שימשה כמתחם מבצעי של החמאס וכנקודת ריכוז לפעילי ביטחון הפנים של חמאס.