כשהתמקמו שלושת כוחות המשנה של חטיבת החי"ר מצפון לתעלות שעליהם היה לתקוף, בשעה 22:40, פתחו שישה גדודי התותחים הצה"ליים בהרעשה ארטילרית כבדה על היעד המצרי. ההרעשה שנמשכה כחצי שעה ונורו בה כ-4,000 פגזים, הייתה החזקה ביותר שביצע חיל התותחנים עד אז. מלבד מטרת הריכוך שבהרעשה שתוכננה בקפידה טרם היציאה לקרב, הייתה לכוח התוקף גם מטרה ליצור אפקט מוראלי שישבור את רוחם של חיילי כוח המגן המבוצרים בתעלות המבוטנות. בהגיע הכוח המאגף אל כ-150 מטר מצפון לתעלות, הוא נתגלה על ידי הכוח המצרי ונפתחה גם עליו הפגזה ארטילרית כבדה. בשל השטח החולי, האפקט של ההפגזה המצרית לא היה רב, אולם ההפגזות המצרית והישראלית, שגם פגזיה נפלו בקרבת הכוח המסתער, אילצו את אל"ם אדם להפסיק את הארטילריה הישראלית 5 דקות מוקדם מן המתוכנן ופקודת ההסתערות על התעלות ניתנה ב-23:15 תוך שהכוח המסתער חוצה רצועת מיקוש וגדרות. שני גדודי הנח"ל הסדירים יועדו להסתער על שתי התעלות הקדמיות שבהן התבצר עיקר הכוח המגן - גדוד 907, בפיקוד דב קלעי, בתעלה הקדמית וגדוד 906, בפיקוד עופר בן דוד, בתעלה השנייה שנחשבה כחזקה ביותר. גדוד 76 (מילואים), בפיקוד יוסף קסטל, יועד להיות בעתודה, אולם אל"ם אדם החליט בנקודת היציאה להסתערות לנצל את יתרון ההפתעה ולהורות לגדוד המילואים להיכנס לתעלה השלישית - העורפית, כך שכל מתחם התעלות יותקף במקביל. בהיותו המערבי ביותר, תוגבר גדוד המילואים גם בכלי נשק נגד טנקים כגון בזוקות, על מנת שיוכל לתת מענה להתקפות נגד ממוכנות שהיו צפויות מצד הכוח המצרי. מלבד החיפוי הארטילרי, היה על כוחות החי"ר לקבל בהמשך חיפוי גם מגדוד הטנקים של ששון יצחקי (חטיבה 14) שהיה מתוכנן להיכנס ראשון למתחם, פלוגה כחיפוי לכל גדוד.
הלחימה בתעלות התנהלה בהצלחה מבחינת הכוח הישראלי, שהיה מתואם בינו ובין עצמו לגבי קצב ההתקדמות בתעלות השונות ובין הארטילריה הישראלית שניהלה, לראשונה בתולדותיה, נוהל של מסך אש מתגלגל, תורת לחימה שעוצבה רק לאחר מלחמת יום הכיפורים אך בוצעה למעשה כבר בקרב אום-כתף. גדודי הנח"ל הסדירים ניצלו את ההרעשה הכבדה והפתיעו בתחילה את החיילים המצריים שהיו בקצה הצפוני של התעלות, אולם בשלב מאוחר יותר של הקרב התעשתו החיילים המצרים ובקטעים מסוימים בתעלות התפתחה לחימה קשה מטווחים קצרים ביותר תוך שימוש גם בכידונים ובסכינים. אחד הכוחות הישראלים אף טעה ונכנס לתעלת קשר שהובילה אותו לתעלה שבה נלחם הגדוד הישראלי השכן. רק בזכות השימוש בנצנצים (השימוש בנצנצים נועד, בין היתר, לסמן לכוחות השריון את מיקום המתחם ובכך להקל את הירי בלילה), שהיו בצבע שונה לכל גדוד, נמנע מצב של פגיעה מאש כוחותינו בין הכוחות הישראלים. כוח הנח"ל אף הצליח לשבות קולונל מצרי שהיה מפקד היעד המבוצר והתמקם בבונקר בתעלה המרכזית. המפקד המצרי שנשבה ביקש מסוללותיו סיוע ארטילרי וביקש כי ירו למטרות בחלק הצפוני של התעלות שהיו כבר בשליטה ישראלית.
שני גדודי הנח"ל שלחמו בתעלות הקדמיות של היעד והתקדמו בהן דרומה, הצליחו להגיע, מעט אחרי חצות, אל הכביש הראשי לאבו עגילה שחצה את היעד במרכזו. יקותיאל אדם הודיע על כך לשרון וביקש שיחידת ההנדסה האוגדתית תחל לפרוץ את הציר הראשי על מנת שכוח השריון יעבור בו ויחבור לכוח החי"ר. באותה עת, המשיכו גדודי הנח"ל בכיבוש התעלות בכיוון דרום והגיעו אל קצהו הדרומי של היעד המבוצר ב-01:00. גדוד המילואים שנשלח לכבוש את התעלה העורפית במתחם, התקשה למצוא את התעלה (לא הייתה מבוטנת וכנראה הייתה ברובה בלתי מאוישת) והתבסס בחלקו הצפוני העורפי של המתחם. הפלוגה של גדוד זה שצוידה באמצעים נגד טנקים הוצבה על הציר המרכזי, כשפניה מערבה, לקדם התקפות נגד מצריות.
פריצת הדרך על ידי יחידת ההנדסה האוגדתית נתקלה בקשיים מרובים וארכה זמן רב מאחר שהמצרים פוצצו בנסיגתם קטעים מהכביש ומיקשו את שולי המכתשים שנוצרו על ידי הפיצוצים. סביב השעה 03:30 הצליחו ארבעה טנקים מחטיבה 14 לעבור את המכתשים שבציר, חברו אל כוחות החי"ר ועברו לפיקודם במטרה לתת מענה להתקפת שריון מצרי. שאר כוח השריון התעכב והצליח לחדור אל המתחם המבוצר רק מאוחר יותר.
הפשיטה המוסקת של חטיבה 80 על סוללות הארטילריה המצריות ועורף המערך.
כוח נוסף שפעל במקביל לכוחות הקרקע היה כוח הצנחנים בפיקוד דני מט. במהלך של איגוף אנכי, בפעולת לילה, הוטסו במסוקים שני גדודי צנחנים במילואים (גדוד 65 בפיקוד סא"ל לוי חופש - לתקיפת סוללות ארטילריות וגדוד 57 בפיקוד סא"ל אפרים ברנד - לתקיפת עמדות המערביות -עורפיות של מערך המוצבים המצרי) אל עורף המערך המצרי במטרת תקיפה לילית של סוללות ארטילריה מצריות. מלבד ניטרול הסוללות ותקיפת המערך המצרי העורפי, הייתה לפעולה זו מטרה נוספת והיא הוצאת הפיקוד המצרי משיווי המשקל ושבירת תוכנית הקרב הסדורה. כנראה עקב טעות בניווט, הנחיתו המסוקים את הצנחנים במרחק גדול מהסוללות המצריות והתנועה הרגלית אל היעדים בשטח חולי דרשה מאמץ פיזי קשה מחיילי המילואים. בנוסף, תוך זמן קצר ניתכה ארטילריה מצרית על שטח הנחיתה, הנחיתות הופסקו וחלק מהכוח נותר בשטח ההערכות באזור ניצנה. עם התקרבות גדוד 65 ליעד הסוללות נתגלה הכוח ונפתחה עליו אש. לאחר התקרבות גדוד 57 לעמדות המערך המצרי, קיבל פקודה לנתק מגע ולהתפנות חזרה על מנת לאפשר לשריון הישראלי לתקוף. בקרב שהתפתח נפגעו סוללות התותחים המצריות אך גם הכוח הישראלי סבל נפגעים רבים, בעיקר כתוצאה מפיצוץ משאית תחמושת מצרית אותן השמיד הגדוד. הנסיגה של הכוח הישראלי הייתה קשה במיוחד; רוב חיילי הכוח נדרשו לנשיאת הפצועים באלונקות וההרוגים בשמיכות (שכן האלונקות אזלו). במהלך מסע החילוץ המאומץ, כמעט נתקל הכוח בכוח טנקים מצרי שהיה בדרכו לתגבר את מערך אום-כתף. עם בוקר, סבלו שני הגדודים מהרעשה ארטילרית, עד אשר לוחמי גדוד 57 איתרו את הקת"ק המצרי שהסתתר בשטח ולכדו אותו בשבי. הנפגעים פונו באמצעות מסוקים ואילו הכוח המשיך בתנועה לכיוון רפיח באוטובוסים.
על פי התוכנית הישראלית המקורית, היה אמור הכוח הישראלי לנחות בג'בל דלפה, שמדרום לציר המרכזי, ולפשוט על סוללות שהוצבו לרגלי ההר. מסיבות שאינן ידועות, שינה שרון את התוכניות ושלח את כוח הצנחנים לפשוט על הסוללות שמצפון לציר המרכזי שנמצאו בשטח דיונות. אולי עשה זאת מאחר שידע כבר באותה שעה כי "כוח ניר" הצליח לכבוש את נקודה 181 שמצפון לאותן סוללות ארטילריה מצריות. המקורות הרשמיים של הצבא המצרי אף טענו כי הצנחנים אכן נחתו תחילה בג'בל דלפה, אך עקב גילוי הכוח והרעשה ארטילרית שהונחתה עליו, חזר הכוח למסוקים נסוג, ושינה את יעד התקיפה.
הקרב בין הצנחנים ובין סוללות הארטילריה המצריות החל בשעה 23:30. בשעה זו כבר הייתה הלחימה על מתחם תעלות אום-כתף, בין גדודי הנח"ל ובין הכוח המגן המצרי במלוא עוזה. הבזקי האש וקולות הירי שהגיעו מהעורף אל תעלות היעד המבוצר של אום כתף, והבנת הלוחמים המצריים שהם מותקפים מתוך השטח המצרי העורפי, פגעו במורל, יצרו בלבול אצל כוח המגן המצרי, והחלה מנוסה המונית לתוך סיני.
בעת שבמתחם התעלות התחולל הקרב בכל עוזו, תקף "כוח ניר" את מתחם סכר הרואיפה שבו התמקמה מפקדת חטיבת החי"ר 12 כולל מפקד החטיבה. ההתקפה בוצעה מעורף המתחם והסיטה את תשומת הלב של מפקד החטיבה מהקרב שהתחולל באום-כתף ובמקום לשלוח כוח מזרחה להתקפת נגד התרכז המפקד המצרי באיום הישיר על המתחם שלו.
קרב השריון בתוככי המתחם.
אור ליום 6 ביוני, בשעה 04:00, חדר כוח השריון העיקרי של חטיבה 14 אל תוך המתחם וניהל קרב שריון נגד הטנקים המצרים שבמתחם. באותה שעה נע הכוח של ניר מסכר הרואיפה מזרחה במטרת חבירה עם גדוד השריון של ששון (חטיבה 14). על הטנקים נורתה אש וכדי למנוע אפשרות של ירי דו-צדדי, הכפיף שרון את כוח ניר לחטיבה 14 ומפקד החטיבה הורה לכוחותיו לנצור את אישם. כשירי השריון נמשך והיה ברור כי מדובר באש מצרית, הורה ציפורי לששון להמשיך בירי אל המטרות. המצרים הגיבו באיחור לפריצת כוח השריון של ניר ממזרח והתמקדו בבלימת הגדוד של ששון. מפקדה המצרי של חטיבה 288 המוקטנת נהג על פי הדוקטרינה הסובייטית ובמקום לצאת למתקפת נגד מול הגדוד של ששון, הורה ליצור קו הגנה תוך שהוא משתמש בטנקי ה-T-34 כנשק נ"ט נייח. כך הלכו והתקצרו טווחי הירי עם התקדמות קרב השריון שנערך בתוככי המתחם. הקרב הסתיים בשעה 06:00 בשעה שהכוח הישראלי השתלט על רוב רובו של המתחם. על כיסי ההתנגדות המצרים שנותרו במתחם התגברו כוחות החי"ר הישראלים.
מיד בסיום הקרב, היה על כוחות אוגדת שרון, כולל הדרגים שהיו בעורף החטיבות הלוחמות, לפנות את ציר התנועה המרכזי כיוון שלפי התוכנית הישראלית, אחת מחטיבות אוגדת יפה, הייתה אמורה לעבור דרך מתחם אום-כתף ואבו עגילה (שנכבשה על ידי כוח ניר) בדרכה לכיבוש ג'בל ליבני. מהלך מורכב זה חייב פינוי הכביש שמשני צדדיו היו חולות על ידי הרכבים הרכים ומיד לאחר מכן, מניעת אירועים של ירי דו-צדדי על ידי הכוחות הישראליים שלא טיהרו סופית את המתחם. מהלך זה בוצע בהצלחה והחטיבה של אוגדת יפה עברה כולה דרך המתחם והמשיכה בדרכה בשלום.
תוצאות.