המצב המתוח התפוצץ בתאריך 6 בספטמבר, בעקבות פעולתה של החזית העממית, אחד מהארגונים הפלסטינים המוכרים ביותר, אשר חטפה מספר מטוסי נוסעים באירופה והנחיתה שניים מהם בשדה התעופה דוסון, ליד העיר זרקא, אחד ממעוזיהם של הארגונים. פעולה זו, אשר הציגה את ירדן כמעין מדינת בובות, אשר אין לה כל יכולת לשלוט בנעשה בשטחה, הובילה להחלטתו של המלך לנקוט פעולה. ביום 16 בספטמבר 1970 פיטר המלך את ראש ממשלת ירדן, עבד אל-מנעם רפאעי, והחליפו במחמד דאוד, ירדני ממוצא פלסטיני אשר נודע כתומך המשטר הירדני. ראש הממשלה החדש קיבל הוראה "להחזיר את הסדר לירדן", ולמנוע ממה שהוגדר בצרה עלומה כ"כוחות עוינים" מלפגוע במה שתואר "האחדות הלאומית", וזאת בכל האמצעים הדרושים. בניסיון להרגיע את הרוחות, קבע המלך שראש הממשלה, וכן שלושה שרים נוספים בממשלה החדשה יהיו ממוצא פלסטיני, מה שנועד ליצור הילה של איחוד לאומי ולהרגיע את חששותיהם של אזרחי ירדן הפלסטינים מהכרזת מלחמה ישירות כנגדם.
עוד ביום השבעתה של הממשלה החדשה פרצו הקרבות הראשונים בין הארגונים הפלסטינים, אשר ראו בנסיבות הקמת הממשלה כהכרזת מלחמה כנגדם, לבין צבא ירדן, שנעזר בארטילריה ובטנקים. אף שקיימים חילוקי דעות בשאלה מיהו הגורם שפתח באש, הרי שהלחימה שפרצה בעקבות זאת אינה מוטלת בספק. במהלך עשרת הימים העוקבים, פתח הצבא הירדני, אשר חוזק בכוחות מיוחדים שנועדו במיוחד למטרה זו, והורכבו בעיקר מירדנים ממוצא בדואי מדרום הממלכה, בסיס כוחו המסורתי של בית המלוכה ההאשמי, במתקפה כוללת על מעוזיהם של הארגונים הפלסטינים ברחבי הממלכה. הלחימה, אשר ברובה התרחשה בערים שבשליטת הארגונים ובמחנות הפליטים, התאפיינה עוד מראשיתה בחוסר הסימטריה בין הצבא הירדני, המאומן והמצויד היטב אשר נהנה מתמיכה ארטילרית ואווירית, לבין החמושים הפלסטינים אשר הסתמכו בעיקר על נשק קל ולחימת גרילה, ולא היו מוכנים ללחימה צבאית נרחבת. הלחימה הוסלמה ב-18 בספטמבר, כאשר כוחות צבא סוריים חצו את הגבול הירדני בדרכם לסייע לארגונים הפלסטינים האזור אירביד, אך הכוח הסורי, אשר בהחלטת ממשלת סוריה לא לווה בכוח אווירי, נבלם על ידי הצבא הירדני, בגיבוי שקט מטעם ישראל וארצות הברית, וב-23 בספטמבר נסוג חזרה למולדתו. בסופו של דבר, ובעקבות התערבותן של מדינות ערב, הסכים המלך חוסיין ב-23 בספטמבר להפסקת אש, אך זו הייתה אך הפוגה זמנית, כאשר רבים מקרב הירדנים ראו בחולשת הארגונים הפלסטינים למול הצבא הירדני את ההזדמנות לסלקם לחלוטין מירדן, דרישה אשר רבים במשטר הזדהו איתה בשלב זה.
השלב השני של הלחימה, החל מאוקטובר 1970 ועד לאוגוסט 1971, עמד בסימן עליונותו הברורה של הצבא הירדני על הארגונים הפלסטינים, בכל המובנים. במסגרתם של מהלכים צבאיים מתוכננים ראשית דחק הצבא הירדני את פעילי הארגונים מאזור קו הגבול עם ישראל חזרה למשלטיהם ההרריים בצפון המדינה, ולאחר מכן פעל בשיטתיות לחיסול כוחם ולשביית פעיליהם. בעוד שמרבית הפעילים נפלו בשבי הצבא הירדני, ושוחררו לאחר מכן בשלבים, פעילים רבים נסו על נפשם למדינות ערב האחרות, ובעיקר ללבנון, אשר לימים עתידה לתפוס את מקום ירדן כבירת הארגונים הפלסטינים המיליטריסטים. היו אף פעילים אשר חצו את הגבול לישראל, בהעדפה להיתפס על ידי גורמי הביטחון הישראלים ולא להסתכן בזעמו של המשטר הירדני. בסופו של דבר, בתחילת שנת 1972, ניתן לקבוע כי כוחם של הארגונים הפלסטינים בירדן רוסק, מרבית פעיליהם הבולטים נלקחו בשבי, ומנהיגיהם נסו מהארץ. ניצחון זה הביא, בעבור רובו של הציבור הירדני, לתחושת הקלה, ולחיזוק ההכרה בהבדלים שבין הזהות הירדנית לזהות הפלסטינית, הבדלים אשר באו לידי ביטוי עם השנים בשינוי יחס המשטר הירדני כלפי הגדה המערבית.
בשלב הראשון, לאירועי ספטמבר 1970 בירדן לא הייתה השפעה מידית על הדרישה הירדנית להשיב לרשותה את שטח הגדה המערבית, אשר עדיין נתפס על ידי רבים כחלק אינטגרלי מהממלכה הירדנית. חרף עמדתם של רבים מהקיצונים במחנה הירדני, אשר ביקשו לוותר על הגדה המערבית ובכך למחות את הזהות הפלסטינית מממלכת ירדן כליל, בכירי המשטר, לרבות המלך חוסיין, עוד קיוו לפתרון ביניים אשר יאפשר להם לשמור על מעמדם בשטח. הקשרים בין שתי הגדות באו לידי ביטוי במסגרת בחירות 1972 אשר ערכה ישראל בשטח הגדה המערבית, ובמסגרתן רבים מנאמני השלטון הירדני עלו לשלטון, תוך הבטחה להמשיך ולפתח את הקשרים ההדדיים בין שתי הגדות. כמו כן, באותה התקופה לא הייתה קיימת אלטרנטיבה ממשית לאופציה הירדנית בגדה המערבית, שכן אש"ף בהנהגתו של הפת"ח עוד ליקק את פצעיו מהמאבק בשלטון הירדני, והיה עסוק בעיקר בשיקום כוחו.
עם זאת, לאירועי ספטמבר 1970 הייתה השפעה מסוימת גם בתקופה זו על מהלכי המשטר הירדני, אשר ביקש להפריד ככל הניתן בין האלמנט הפלסטיני לזה הירדני בממלכה, לפחות ברמה הפוליטית. מסיבה זו, יוזמתו של המלך חוסיין משנת 1972, אשר זכתה לכינוי "תוכנית הפדרציה" וביקשה להסדיר את הסכסוך בין ירדן לישראל, קראה להפיכת ירדן לשני חבלים אוטונומיים, המושתתים על שתי גדות הירדן, במסגרתה כל חבל ייהנה מאוטונומיה כמעט מוחלטת, למעט בתחומי הביטחון, הכלכלה ויחסי החוץ. כך ביקש חוסיין להחזיר לרשותו את הגדה המערבית, מבלי להסתכן פעם נוספת מהשתלטות הגורם הפלסטיני על ממלכתו. עם זאת, יוזמה זו לא יצאה לפועל, בין היתר כתוצאה מהתנגדותה של ישראל לתהליך, וכן של אש"ף, אשר ראה את היוזמה כניסיון לפגוע במעמדו כגוף המייצג של העם הפלסטיני. מבחינת הפלסטינים עצמם, בצד תמיכה מסויגת, רבים מהפלסטינים בגדה המזרחית, אשר התאקלמו שם זה מכבר, ביקשו להימנע ממצב בו יצירת אוטונומיה פלסטינית בגדה המערבית תוביל להכחדת האלמנט הפלסטיני מהגדה המזרחית כליל.
בסופו של דבר, היוזמה הירדנית ירדה מהפרק בעקבות שינוי האווירה שהתרחש בגדה המערבית בין השנים 1972–1976. בעוד שבבחירות 1972, אשר נערכו בצילה של היוזמה הירדנית, מרבית הנבחרים, גם אם לא כולם, היו מוכרים כנאמניו של השלטון הירדני, הרי שבחירות 1976, אשר נערכו לאחר מלחמת 1973, אשר הובילה לעלייה עצומה ביוקרתו של אש"ף, העלו לשלטון במרבית המועצות המקומיות את תומכיו של אש"ף. הדבר המחיש את השינוי שעברה הגדה המערבית לאורך ארבע השנים, בין היתר כתוצאה מהתחזקותו של אש"ף ודרישתו למעמד מייצג בקרב כלל בני העם הפלסטיני, וכן מהיחלשותה של האופציה הירדנית אשר נדמתה לרבים בגדה המערבית כלא ישימה בהתחשב במעמדו היציב של השלטון הישראלי בגדה המערבית. במצב עניינים זה, החלו רבים מהפלסטינים בגדה המערבית לחפש אחר פתרונות אחרים אשר יאפשרו להם קוממיות לאומית, בעוד שבעבור רבים מהפלסטינים בגדה המזרחית, אשר רושמם של אירועי ספטמבר 1970 עוד לא פג בעיניהם, החשיבות העליונה הייתה להמשיך ולהשתלב בממסד הירדני, גם אם במחיר זניחה חלקית של תקוותיהם לעצמאות. עם זאת, השסע הירדני פלסטיני, כעת שסע אשר במובהק מוקדו הוא בגדה המזרחית של הירדן, לא בא לידי פתרון, ופלסטינים רבים מהגדה המזרחית המשיכו לקרוא להתרת פעילותו של אש"ף בירדן. בעקבות חיסולם של הארגונים הפלסטינים החמושים, פלסטינים רבים הצטרפו לשורות האופוזיציה הירדנית, ונשאו את קולם ברמה כנגד החלטותיו של המשטר בתחומים שונים. עדות למידת השפעתם של הפלסטינים בגדה המזרחית ניתן לראות בעקבות פלישת צה"ל ללבנון במסגרת "מבצע ליטאני" בשנת 1978, כאשר האופוזיציה הירדנית, בהנהגת פעילים פלסטינים, פתחה בשורה של מפגני מחאה, אשר חלקם התדרדרו למהומות למול הצבא הירדני.
ניתוק הזיקה בין ירדן והגדה המערבית.
לאורך השנים, וככל שמעמדו של אש"ף עלה, כך התערערה הטענה הירדנית לפיה מקומו של העם הפלסטיני בגדה המערבית הוא תחת שלטון ירדן. בין השאר, הוועידה הבין-ערבית ברבאט, שהתכנסה באוקטובר 1974, הכירה באופן רשמי באש"ף כמייצגו היחיד של העם הפלסטיני באשר הוא, והכירה רשמית בזכותו של העם הפלסטיני לקיים מדינה עצמאית בהנהגת אש"ף. חרף השתתפותה של ירדן בפסגה, והניסיון לטעון שעתידם של השטחים הפלסטינים צריך להיות מוכרע במסגרת משאל עם, אש"ף הוכר כעת כנציגו הבלעדי של העם הפלסטיני, וכיחיד שיש לו סמכות לדבר בשמו. עם זאת, ירדן עדיין המשיכה לפעול בשטח לחיזוק היחסים בין שתי הגדות, כאשר השלטון הירדני הבהיר, באופן סמוי, כי כל פלסטיני אשר מבקש ליהנות מהסיוע הכלכלי הנרחב שסיפקה ירדן לגדה המערבית, עליו לתרגם זאת לתמיכה בהחזרת שלטונה שם. יצוין, כי חרף החלטות רבאט, הסיפוח הירדני של הגדה המערבית, אשר התקבל כזכור בשנת 1950, עמד עוד בתוקפו, והשלטון הירדני המשיך וטען לחוקיותו של הסיפוח ולזכותו של כל פלסטיני לרכוש אזרחות ירדנית. גם ההצהרות הירדניות, אודות היותם של הירדנים והפלסטינים עם אחד בלתי נפרד, המשיכו להישמע. הירדנים, בברכתו של המלך חוסיין, גם ניהלו שיחות חשאיות עם ישראל בניסיון לבדוק האם ניתן להשיב את שליטתה של ירדן בגדה המערבית בהסכמתה של ישראל, אך נענו ריקם. כמו כן, ניסתה ירדן להגיע להסכמה עם אש"ף עצמו באשר להסדר אפשרי, אשר ישקף את זיקתה של ירדן לגדה המערבית. גם מגעים אלו, אשר באו לידי ביטוי במסגרת "תוכנית הקונפדרציה" של ירדן ופלסטין מראשית שנות ה-80, נשאו חרס.