לאחר מלחמת ששת הימים עבר האתר לשליטה ישראלית. בן משפחת דוויכאת המשיך לשמור במקום דרך קבע ואף שימש עובד של המנהל האזרחי.
בשנת 1982 הוקמה במתחם הקבר ישיבת עוד יוסף חי בידי קבוצת צעירים, חלקם תלמידי ישיבת מרכז הרב, ובראשם רומם אלדובי, וכבית המדרש שימש החדר המרכזי במתחם. לאחר תקופה מסוימת מונה הרב אליעזר איגרא לראשות הישיבה ולאחר שהרב איגרא התמנה לדיין, מונה לראשות הישיבה הרב יצחק גינזבורג. לאחר פרוץ האינתיפאדה הראשונה הוצב במקום כח אבטחה צבאי קבוע.
מספר פעמים במהלך שנות ה־90 של המאה ה־20, טענו אנשי שמאל (בהם שרת החינוך שולמית אלוני), כי קבר יוסף הוא קבר השייח' יוסוף.
לאחר הסכמי אוסלו.
על פי הסכם אוסלו ב' מ־1995, מתחם הקבר הוא מובלעת בשליטה ביטחונית ישראלית בתוך שטח A שבשליטה פלסטינית מלאה, לאחר שהפלסטינים הכירו באופיו היהודי של הקבר ובחשיבותו ליהודים. ביקורים במקום נעשים דרך אבטחה של צבא, אך בתחילה נעשתה באמצעות כח אבטחה אזרחי.
האירוע במתחם ב־1996 ולקחיו.
בערב סוכות תשנ"ז (1996), במקביל למהומות מנהרת הכותל, הותקף גם מתחם קבר יוסף בירי כבד. מח"ט אפרים נכנס עם כח צבאי קטן למתחם הקבר וניהל קשר עם השוטרים הפלסטינים בניסיון לסיים את המהומות. לבקשת השו"פים המח"ט הסיג את כוחות צה"ל ומג"ב, כ-40 לוחמים, מהעמדות מחוץ למתחם הקבר אל תוך מתחם הקבר עצמו, תוך השארת רכבים צבאיים בהשגחת השו"פים. הרכבים הוצתו, המתחם נבזז, ועץ התות העתיק שהיה בכניסה לקבר נכרת, בזמן שהכוח הצבאי שהה בתוך המתחם. כוח של גדוד "חרוב" נערך להיכנס לעיר על נגמ"שים, אולם רותק בירי. שישה חיילים מהכוח נהרגו. צה"ל נערך לכבוש את שכם, ולאחר מגעים עם ג'יבריל רג'וב ראש מנגנוני הביטחון של הרשות הפלסטינית, הופסקו המהומות. מסתערבים ואנשי ביטחון פלסטינים בכלי רכב של כוח 17 בפיקודו של ג'יבריל רג'וב חילצו את 40 לוחמי צה"ל ומג"ב שהיו במתחם, ונשארו למשך חודש כדי לשמור על המתחם ההרוס.
כוח התגבור של גדוד חרוב שנשלח למקום נכנס לאזור הקרבות ללא הכנה מתאימה ובנגמ"שים פתוחים ושישה חיילים נהרגו בניסיון החילוץ הראשון, חלקם במהלך הנסיעה בדרך אל הקבר, וחלקם בעת שניסו להתמקם בעמדות הגנה סביב המתחם עצמו. במהלך האירוע הפורעים הרסו את הישיבה ושרפו מאות ספרי קודש אשר נטמנו מאוחר יותר בהר המנוחות בירושלים. לפי דברי כתב ידיעות אחרונות רוני סופר, מאז אירוע זה, גברו הקולות לפנות את חיילי צה"ל ממתחם הקבר.
לימים טען עוזי דיין, שהיה אז אלוף פיקוד המרכז, כי הציב לפלסטינים אולטימטום של 15 דקות להפסקת הקרב ולאפשר כניסה של כוחות צה"ל למקום, ואיים בכיבוש מחודש של שכם על ידי צה"ל, והאולטימטום עבד. מקורות ביטחוניים אנונימיים הציגו לאלי קמיר תמונה דומה לאחר הקרב בקבר יוסף, לפיה נתניהו איים על ערפאת בהכנסת טנקים לשטחי הרשות הפלסטינית אם לא יפסק הירי של שוטרים פלסטינים על כוחות צה"ל, וערפאת החליט לפעול על מנת לסיים את המהומות.
בעקבות האירוע ב-1996, הוחלף כח האבטחה האזרחי בכח משמר הגבול בגודל מחלקה ב-1997. כמו כן, הוכנו תוכניות מבצעיות לביצור והגנת המתחם והכח השוהה בו, שלא יושמו.
גובשה תוכנית צבאית (בשם הקוד: "כתונת פסים") לחבירה של כוחות צה"ל אל מתחם הקבר.
חרף זאת, בדו"ח של קצין צה"ל מאמצע שנת 2000, נכתב כי מוכנות מתחם קבר יוסף להגנה היא נמוכה ביותר. הוכנה גם תוכנית (בשם הקוד "גן סגור") לפינוי כללי של מתחם הקבר והעברת השליטה בו באופן זמני לכוחות ערבים, אך נציגי ההתיישבות, שתוכנית זו הגיעה לידיעתם, התנגדו בחריפות לעזיבה, ולו זמנית, של מתחם קבר יוסף.
האירועים ב-2000.
מתחם הקבר הותקף על ידי חמושים ערבים במאי 2000 תש"ס. באירוע זה נפצע קל קצין צה"ל, אשר פונה מהמתחם באופן מתואם על ידי כוחות פלסטינים כעבור 4 שעות מהפציעה.
באוקטובר 2000, עם תחילת מהומות הר הבית שבישרו את פרוץ האינתיפאדה השנייה ומידע על כוונה לתקוף את המבנים ולהשתלט עליהם, פונה המתחם מאזרחים בהוראת מפקד חטיבת שומרון יוסי אדירי. בקשתו לפינוי הכוח צבאי לא אושרה, על פי הוראתו של ראש הממשלה אהוד ברק
זמן קצר לאחר מכן הותקף המתחם והכוח המצומצם ששהה בו (12 שוטרי מג"ב) על ידי קבוצה גדולה של שוטרים פלסטינים חמושים אך לבושים אזרחית, וכן קהל רב שזרק בקבוקי תבערה ואבנים על המתחם מגגות בניינים סמוכים. השוטרים הפלסטינים זוהו בידי לוחמי מג"ב שעבדו אתם קודם בסיורים המשותפים במסגרת הסכמי אוסלו. על מהלך הקרבות פיקדו מפקד החטיבה אדירי, יצחק דדון מפקד מג"ב, וסגן ראש השב"כ, מתל א-ראס בהר גריזים, הצופה על הקבר. הרמטכ"ל שאול מופז ומפקד אוגדת יהודה ושומרון בני גנץ ביקרו במקום וצפו בקרבות.
ביום הראשון של ראש השנה, עם תחילת המהומות, הפלסטינים טענו שנהרגו שישה מהמפגינים. מיד לאחר הלווייתם ההמונית ביום השני של ראש השנה תשס"א (1 באוקטובר 2000), יצאו לתקוף את קבר יוסף, כשהם נושאים דגלי חזבאללה, חמאס ואש"ף. שוטר מג"ב מידחת יוּסף נפגע מירי ונדרש לחלצו. על פי התחקיר הרשמי, כוח צה"ל התלבט אם הדרך המהירה לחלץ את הפצוע היא הפעלת תוכנית "כתונת פסים" לכיבוש מתחם קבר יוסף ותל בלטה, או תיאום פינוי הפצוע באמבולנס פלסטיני. הוחלט על תיאום עם הפלסטינים, אבל זה התעכב, ויוסף דימם למוות במשך כמעט ארבע שעות. גופתו פונתה עם הגעת הסיוע הפלסטיני שעות אחרי מותו. במהלך הימים הבאים הוחלף הכוח שהגן על המתחם מספר פעמים בתוך כלי רכב פלסטיניים ומלווים בשוטרים פלסטיניים. לבסוף, כעבור שישה ימי קרב, ב־ח' בתשרי תשס"א, 7 באוקטובר 2000, נסוג כוח צה"ל מהמתחם.
למרות הבטחה פלסטינית לשמור על המתחם, לאחר פינוי הכח הישראלי פרצו לקבר פלסטינים ובהם שוטרים, והעלו אותו באש, תוך כדי ביזתו והשחתת תכולתו. לאחר מכן צבעו את גג הקבר בירוק, בטענה שהאתר אינו קבר יוסף אלא מקום קדוש למוסלמים. בשבת שובה שמע הלל אליהו ליברמן, ממקימי ישיבת עוד יוסף, על נטישת המקום בידי צה"ל. הוא יצא מאלון מורה וניסה להגיע לקבר רגלית. ליברמן נרצח ביריות בידי ערבים וגופתו נמצאה מוטלת במערה.
לאחר עזיבת מתחם הקבר הקימו יהודים תושבי האזור "נקודת לימוד" ליד הכניסה הדרומית לשכם, בשם "תועה בשדה", שנועדה להזכיר את נטישת קבר יוסף. בנוסף, נקבעה נקודת תצפית ותפילה בהר גריזים המשקיפה אל הקבר ומכונה "מצפה יוסף".
אין כוח צבאי קבוע בקבר, אך יש תצפית צה"ל על מתחם הקבר, במצפה יוסף, כולל כניסות מבקרים מסודרות באבטחת צה"ל, וזאת בתיאום ביטחוני עם מנגנוני הביטחון הפלסטיני, שבזמנים שהצבא הישראלי לא במתחם, התחייב לשמור על קדושת המקום, ולמנוע פגיעה בקבר.
השחתת הקבר לאחר נסיגת צה"ל.
עד סוף שנת 2002 המבנה והקבר נהרסו לחלוטין בהתקפות חוזרות ונשנות, ונותרו רק הקירות הגודרים את המקום. על אף טענותיהם, המשיכו המוסלמים להתייחס לאתר כמקום קדוש ליהודים בלבד. המתחם הושחת ונשרף, כמה פעמים מאז עזיבתו. כן נהרסה כיפת המבנה והושלכה בו אשפה.
בשנת 2008 שופץ מבנה הקבר באופן מקיף, הכולל את שיקום וחידוש כיפת הקבר, וחידוש המצבה במתחם, בליווי צה"ל.
בליל 16 באוקטובר 2015 פלסטינים השליכו בקבוקי תבערה לעבר המתחם וגרמו לשריפת חיפוי העץ שבמתחם הקבר. נשיא הרשות הפלסטינית מחמוד עבאס גינה את ההצתה והודיע כי יקים ועדת חקירה לחקירת האירוע.
באפריל 2022 כ-100 פלסטינים הציתו את מתחם הקבר ושברו את המצבה שעל הקבר. שר הביטחון בני גנץ גינה את המעשה ואמר שישראל תתקן את הנזקים. מושל שכם איברהים רמדאן הכריז כי הרשות הפלסטינית תשפץ את קבר יוסף בעקבות ההשחתה. כיממה לאחר מכן תועדו פלסטינים משחיתים את הקבר בשנית. כעבור יומיים ישראל החלה לשקם את מתחם הקבר, והקבר שופץ מבפנים ומחוץ באופן מקיף.
כניסות לקבר לאחר הנסיגה הישראלית ממנו.
החל מסתיו 2002, מאפשר צה"ל לקבוצות מאורגנות להגיע למקום לביקורים, בעיקר בשעות הלילה, תוך פריסה רחבה של כוחות אבטחה.
בדרך כלל, נערכים ביקורים אלה בערב ראש חודש, ובימים מיוחדים הקשורים לקבר יוסף. ימים אלו כוללים את א' בתמוז אשר מקובל כיום פטירתו של יוסף, ביום המוקדש ליוסף בספירת העומר שהוא על פי תורת הסוד בבחינת יסוד שביסוד, ובחול המועד סוכות ביום האושפיזין של יוסף.
כמו כן, קבוצת ישראלים, המוערכת בכ-300 איש שרובם נמנים עם פלג שובו בנים של חסידות ברסלב (בראשות הרב אליעזר ברלנד), מנסה להגיע תדירות למתחם ללא תיאום עם צה"ל. חלק מביקורים אלו מתואמים עם גורמי ביטחון פלסטינים, וכוללים לעיתים תשלום שוחד לשוטרים פלסטיניים. במהלך ניסיונות שכאלו נפצעו קשה מספר ישראלים ב-10 בנובמבר 2003, מירי מחבלים.
ב-24 באפריל 2011 נהרג בן יוסף לבנת ונפצעו חמישה, לאחר ששוטרים פלסטינים פתחו בירי על כלי רכב של ישראלים אשר הגיעו אל מתחם קבר יוסף. תחילה טענו הפלסטינים שהישראלים, שנכנסו באופן לא מתואם לשכם, ניסו לפרוץ מחסום של המשטרה הפלסטינית, אולם תחקיר של צה"ל קבע בהמשך כי לא הייתה התגרות מצד החסידים. בעקבות התחקיר משרד הביטחון הכיר בהרוג כנפגע פעולת איבה. הרשות הפלסטינית העמידה את שלושת השוטרים לדין על ירי לא מוצדק באוויר, והם ריצו תקופות מאסר של שנה. לאחר שחרור היורים מהכלא הפלסטיני הם נעצרו בידי צה"ל. בתום חקירתם פרסם השב"כ שהשוטרים הודו שירו לעבר הרכבים ללא שנשקפה מהם כל סכנה ושביימו ראיות לאחר הירי. מאורע זה החזיר את קבר יוסף למרכז השיח הציבורי, וב-14 ביוני 2011 ביקרו מספר חברי כנסת ישראלים במתחם הקבר.