Enligt avtalet har Israel gått med på att sätta stopp för alla fientligheter och riktade mord, medan Hamas kommer att stoppa attackerna mot Israel och längs gränsen.
Minst 157 personer har dött sedan våldet bröt ut förra veckan.
Båda sidor fortsatte att skjuta mot varandra när tidsfristen för eldupphör på 21:00 (19:00 GMT) närmade sig, men inga större överträdelser har rapporterats.
Av Jeremy BowenBBC Mellanösternredaktör
Som vanligt började samtalet innan dödandet upphörde. Sedan Hamas tog över den interna kontrollen över Gazaremsan från sina palestinska rivaler Fatah 2007 har det förekommit många spasmer av gränsöverskridande våld. Alla har följts av eldupphör. Alla har fallit isär, och varje gång skyller Israel och Hamas på varandra.
Anledningen är att vapenvilan har varit att parafrasera en talesman för den israeliska premiärministern och hålla fast vid lösningarna.  De döljer det grundläggande problemet, nämligen att Hamas och Israel befinner sig i ett ständigt krigstillstånd. I månader kan det vara ett kallt krig, tills det går hett och dödligt igen.
Det finns en stor chans att ett nytt eldupphör så småningom också kommer att falla sönder, om det inte medför en stor förändring i den politiska ekvationen mellan Israel och palestinierna, särskilt i Gaza.
Den här gången har båda sidor försökt ändra spelreglerna genom att knyta villkor till ett eldupphör. Israel ville att Hamas inte skulle resa sig och inte skjuta över gränsen. Hamas ville att Israel skulle stoppa morden och blockaden av Gaza.
Det är den typen av överenskommelse som kan fungera även om de gjorde det. Men för att det ska kunna ske måste båda sidor göra stora eftergifter mot sin fiende.
Tidigare exploderade en bomb på en buss i den israeliska staden Tel Aviv, vilket gjorde att tre personer behövde opereras och flera andra med lätta sår.
På onsdagen dog också minst 13 personer i Gaza.
Palestinska skyttar sköt i luften i Gaza för att fira efter att avtalet tillkännagavs.
Israelisk polis sa att en handfull raketer avfyrades från Gaza efter vapenvilan, men inga skador eller skador rapporterades.
Israel har gått med på att "stoppa alla fientligheter på Gazaremsan, land, hav och luft, inklusive intrång och målinriktning på individer", säger vapenvilaavtalet.
"Alla palestinska fraktioner ska stoppa alla fientligheter från Gazaremsan mot Israel, inklusive raketattacker och attacker längs gränsen", sägs det.
Hamas politiska ledare Khaled Meshaal sa att Israels offensiv hade "misslyckats". Han tackade också Egypten för att ha förmedlat avtalet, vilket han sade uppfyllde Hamas viktigaste krav.
Alla gränsövergångar till Gaza skulle öppnas igen, även de med Egypten, sade Meshaal.
I ett uttalande från den israeliska premiärminister Benjamin Netanyahu sade han att han hade gått med på ett amerikanskt förslag "att ge en chans till Egyptens förslag om ett eldupphör och på så sätt ge en möjlighet att stabilisera situationen och lugna den innan det kommer att bli nödvändigt att öka styrkan".
Egyptens utrikesminister Kamel Amr tillkännagav eldupphöret vid en nyhetskonferens i Kairo med USA:s utrikesminister Hillary Clinton, som anslöt sig till förhandlingarna på onsdag.
För att vapenvilan ska kunna fortsätta sade Clinton: "raketattackerna [från Gaza] måste upphöra och ett bredare lugn måste återvända".
"Nu måste vi fokusera på att nå ett hållbart resultat som främjar regional stabilitet och främjar säkerhet, värdighet och legitima ambitioner för både palestinier och israeler", tillade hon.
Vid ett senare möte uppmanade FN:s säkerhetsråd både Israel och Hamas att "på allvar genomföra [ vapenvilans] bestämmelser i god tro" och uppmanade det internationella samfundet att ge katastrofbistånd till Gaza.
När FN:s generalsekreterare Ban Ki-moon sammanfattade sessionen i Tel Aviv, sade han: "Det finns många detaljer som måste befästas för ett brett och varaktigt eldupphör för att få ett fast grepp på längre sikt."
USA:s president Barack Obama berömde den israeliska ledaren för att ha accepterat avtalet och sade att han skulle söka ytterligare finansiering för Iron Dome missilförsvarssystemet, som förstörde mer än 400 raketer från Gaza mitt i luften under den senaste veckan.
Han tackade också Egyptens president Mohammed Mursi för hans insatser.
Bindningarna mellan Hamas och Egypten har stärkts sedan Mursi valdes tidigare i år. Hamas bildades som en förskjutning av det muslimska brödraskapet, som Mursi tillhör.
Även på onsdag sköt palestinska militanter fler raketer mot Israel, medan Israel förnyade sin militära artilleribombardering av Gaza.
Israel inledde sin nuvarande offensiv för en vecka sedan med mordet på Hamas militärledare Ahmed Jabari.
Den israeliska regeringen säger att hans mord, och den efterföljande offensiven, syftade till att få ett slut på raketelden från Gaza.
Mer än 150 palestinier och fem israeler har sedan dess dödats.
Israeliska tjänstemän beskrev onsdagens bussexplosion som en "terroristattack". Hamas berömde det, men har inte sagt att det låg bakom explosionen.
Ett eldupphör mellan Israel och den palestinska Hamas-rörelsen som styr Gaza har trätt i kraft.