ב-1956 פתחה ישראל, בשיתוף בריטניה וצרפת (בעקבות אינטרס משותף) במבצע קדש נגד מצרים, בו נחלה ניצחון מוחץ וכבשה את חצי האי סיני. בעקבות לחץ בינלאומי ישראל נסוגה, לא לפני שלקחה ציוד ונשק שלל רב ממה שהותיר אחריו הצבא המצרי המובס, והרסה את התשתית הצבאית המצרית במבצע עמורה. לקראת המבצע, צרפת שהייתה בעד שישראל תצא למלחמה, ציידה את ישראל בנשק ובמטוסי קרב, מה שהוביל לשיתוף פעולה פורה בין שתי המדינות, שהפסיק במלחמת ששת הימים באמברגו שהטילה על ישראל.
ההתעצמות המשיכה גם בשנות ה-60 של המאה ה-20 הודות לנשק שלל שנלקח מהערבים במלחמות נגדם, ורכש של נשק תקני מצרפת, בפרט מטוסי המיראז' 3 וטנקי AMX-13. תוצאת ההתעצמות הייתה ניצחון מוחץ במלחמת ששת הימים ב-1967, בה ניצח צה"ל את מצרים, סוריה וירדן תוך שישה ימים תוך כיבוש חצי האי סיני, רמת הגולן, הר החרמון, יהודה, שומרון ועזה ובפרט שחרור ירושלים. מלחמת ששת הימים נפתחה במתקפת מנע אווירית (מבצע מוקד) בה השמיד חיל האוויר הישראלי את רוב הכוח האווירי של מצרים, סוריה וירדן. המבצע הקנה לצה"ל עליונות אווירית למשך כל המלחמה. חיל השריון הישראלי הביס בשורת תמרונים מזהירים את חילות השריון של מצרים, סוריה וירדן וכבש שטחים נרחבים תוך זמן קצר, תוך שחיל ההנדסה מפלס לו את הדרך. בעקבות הניצחון היו ישראל, צה"ל והעם באופוריה.
שנות ה-70 וה-80 של המאה ה-20.
סוף שנות ה-60 ושנות ה-70 של המאה ה-20 התאפיינו במלחמות התשה, הן נגד צבא מצרים (מלחמת ההתשה) והן נגד ארגוני טרור פלסטיניים. בעקבות הקמת אש"ף באמצע שנות ה-60 החל צה"ל להקדיש את כוחותיו למלחמה בטרור וביצע מבצעים רבים נגד הטרור הפלסטיני כגון מבצע כראמה (1968), מבצע אביב נעורים (1973) ושחרור בני הערובה באנטבה (1976).
בין מלחמת ששת הימים למלחמת יום הכיפורים גדל צה"ל מאוד, בייחוד חיל האוויר וחיל השריון. הדוקטרינה הצבאית בצה"ל עמדה על הבקעה מהירה של עוצבות שריון וחיל הרגלים הוזנח. דוקטרינה זו גבתה מחיר כבד מלוחמי צה"ל ובמיוחד מכוחות השריון בתחילת מלחמת יום כיפור, שכן המצרים הפעילו מאות "ציידי טנקים" שצוידו בטילים נגד טנקים.
המלחמה הגדולה ביותר בתקופה זו הייתה מלחמת יום הכיפורים שפרצה באוקטובר 1973. המלחמה פרצה בהפתעה וצה"ל לא היה מוכן לה ועל כן ספג בימים הראשונים מפלות קשות. בהמשך, צה"ל הצליח להתארגן, להדוף את האויב לשטחו ואף לפרוץ קדימה אל תוך מצרים וסוריה. מלחמת יום הכיפורים נתפשה בישראל כמכה קשה והתפכחות מהאופוריה של ששת הימים – בעיקר בגלל האבדות הכבדות ומתקפת הפתע של הערבים.
בשנת 1978 ערך צה"ל את מבצע ליטני כנגד ארגוני הטרור הפלסטינים ובראשם אש"ף, שעברו ללבנון עקב אירועי ספטמבר השחור בירדן. שנים אלה אופיינו בפעולות טרור פלסטיניות וירי רקטות (שכונו על ידי התקשורת "קטיושות") אל עבר יישובי הצפון, ומנגד פעולות צה"ל בלבנון. בשנת 1982 פרצה מלחמת לבנון הראשונה שהחלה כמבצע שלום הגליל ונמשכה עד 1985. במלחמה זו נלחם צה"ל הן כנגד הצבא הסורי והן כנגד המיליציות הפלסטיניות. לצד הישגים כמו מבצע ערצב 19, הפלת למעלה מ-80 מטוסים סורים ללא אבדות בקרבות אוויר וגירוש אש"ף לתוניס, שקע צה"ל ב"ביצה הלבנונית" וקם ארגון הטרור השיעי חזבאללה, שנהפך לאויב מר לישראל מאז. ב-1985 נסוג צה"ל מרוב לבנון והשאיר כוחות שלו ושל צד"ל ברצועה בדרום לבנון שנקראה רצועת הביטחון.
ב-1981 תקף והשמיד חיל האוויר הישראלי את הכור הגרעיני בעיראק במבצע אופרה.
מלחמה בעצימות נמוכה.
שנות ה-80 של המאה ה-20 התאפיינו בלחימה בעצימות נמוכה, בעיקר ברצועת הביטחון בלבנון, אך החל מ-1987 גם בפלסטינים בעקבות פריצת האינתיפאדה הראשונה. כנגד פעילות צה"ל בשטחים נטען שהחיילים משמשים כשוטרים, דבר השוחק את המוכנות של צה"ל למלחמה כוללת. בעקבות הסכמי אוסלו החל צה"ל לסגת בהדרגה משטחי יהודה, שומרון ועזה לטובת הרשות הפלסטינית שהתבססה על אש"ף ופרשה כוחות ביטחון משלה.
הלחימה ברצועת הביטחון נמשכה וכללה מספר מבצעים גדולים בהם מבצע דין וחשבון ומבצע ענבי זעם, שנועדו להרתיע את חזבאללה מלהפגיז את יישובי הצפון ברקטות (כגון רקטות 107 מ"מ וגראד 122 מ"מ, שזכו לשם הגנרי "קטיושות" בתקשורת הישראלית).
אחרי גל פיגועי התאבדות בישראל שהוביל הארגון האסלאמי הפונדמנטליסטי חמאס ואחרי עליית בנימין נתניהו לשלטון ב-1996 שרר שקט יחסי בישראל, שהופר בשנות ה-2000.
במאי 2000 הורה ראש הממשלה אהוד ברק (לשעבר הרמטכ"ל) לצה"ל לסגת מרצועת הביטחון בדרום לבנון. הנסיגה נעשתה בחופזה, ולטענת גורמים ביטחוניים גרמה לפגיעה בכושר ההרתעה של צה"ל, ותרמה לפריצת האינתיפאדה השנייה כארבעה חודשים לאחר מכן.
תקופת האינתיפאדה השנייה, שפרצה בספטמבר 2000, לאחר כישלון ועידת קמפ דייוויד, התאפיינה בטרור רב מצד הפלסטינים, בפרט למעלה מ-140 פיגועי התאבדות בישראל בהם נהרגו כ-500 איש מתוך למעלה מאלף ישראלים ונפצעו אלפים, רובם אזרחים חפים מפשע. במרץ 2002 יצא צה"ל בהנהגת ראש הממשלה אריאל שרון למבצע חומת מגן והסב מכה קשה לארגוני הטרור הפלסטינים ולרשות הפלסטינית. המלחמה בטרור נמשכה גם בשנים שלאחר מכן, בפעילות צבאית יומיומית בסיוע השב"כ, יחידות מסתערבים, משמר הגבול והימ"מ (היחידה המיוחדת ללוחמה בטרור של משטרת ישראל). תוך מספר שנים הצליחו צה"ל ומערכת הביטחון לדכא את הטרור הפלסטיני ביהודה ושומרון.
בשנת 2005 ביצע צה"ל, בהוראת ממשלת ישראל ה-30 ועל פי החלטת הכנסת, את תוכנית ההתנתקות בה פונו כוחות צה"ל ויישובי גוש קטיף שברצועת עזה. התוכנית שהייתה שנויה בציבור במחלוקת, עוררה התנגדות מקצינים בכירים כמו הרמטכ"ל משה יעלון שהביע התנגדות וכהונתו לא הוארכה, וכדוגמת אלוף אלעזר שטרן, ראש אגף משאבי אנוש דאז, שטען שלא מתפקידו של צה"ל לפנות יישובים יהודיים, ומוטב היה לו המשימה הייתה מוטלת על כוח אחר, דוגמת המשטרה.
מלחמת לבנון השנייה ולאחריה.
שנת 2006 התאפיינה בהסלמה ברצועת עזה, עליה השתלט החמאס, ששיאה היה בחטיפת החייל גלעד שליט. צה"ל יצא למבצע גשמי קיץ אך נאלץ להפנות את מאמציו לזירה הלבנונית, בעקבות תקיפת חזבאללה שבה נחטפו 2 חיילים ונהרגו עוד 8. תקיפה זו הביאה לפריצת מלחמת לבנון השנייה. מלחמה זו התאפיינה בירי רקטות מסיבי על יישובי הצפון – שהגיע עד לחיפה. צה"ל הגיב בתקיפה אווירית נרחבת ולאחר מכן בכניסה קרקעית. המלחמה הסתיימה כעבור חודש בהפסקת אש ומאז שרר שקט יחסי בגבול הצפון. במלחמה נהרגו 44 אזרחים ו-121 חיילים לישראל ובין 500 ל-700 מחבלים מחזבאללה ועוד כמה מאות לבנונים. למרות זאת, המלחמה נתפשה בישראל ככישלון.
ב-2007 הושמד כור גרעיני בסוריה, בתקיפה של חיל האוויר הישראלי. בתקיפה השתתפו 4 מטוסי F-15I רעם ו-4 מטוסי F-16I סופה, וקדמה לה פעילות מודיעינית של אמ"ן והמוסד למודיעין ולתפקידים מיוחדים.
השנים שלאחר מכן התאפיינו בהסלמה ברצועת עזה שנשלטה על ידי חמאס. שיא ההסלמה היה מבצע עופרת יצוקה בסוף 2008 בו הרג צה"ל כ-1,160 פלסטינים, 700 מהם פעילי חמאס וגרם נזק קשה לתשתיות בעזה ובפרט לתשתית הטרור של חמאס והג'יהאד האסלאמי, בעוד שלישראל נגרמו אבדות מועטות. המבצע נתפש בציבור כניצחון צבאי, אך בזירה המדינית גרם להרעה ביחסי החוץ של ישראל.
הלחימה ברצועת עזה נמשכה גם לאחר מבצע עופרת יצוקה, והגיעה לשיא נוסף במבצע עמוד ענן בנובמבר 2012.
ב-2013 אירעו בסוריה מספר תקיפות, שיוחסו באמצעי התקשורת לצה"ל, בהן הושמדו אמצעי לחימה מתקדמים שיועדו לחזבאללה.
ב-5 במרץ 2014 נערך מבצע "חשיפה מלאה" על ידי חיל הים. במבצע זה נתפסה אוניית המשא קלוס סי של איראן ובתוכה היו אמצעי לחימה שיועדו להגיע לארגוני הטרור ברצועת עזה.
ב-8 ביולי 2014 התחיל מבצע נוסף ברצועת עזה ושמו "צוק איתן" שנמשך 50 ימים, המבצע התחיל לאחר מציאת גופות שלושת הנערים החטופים וירי רקטות כבד על יישובי השפלה ועוטף עזה. ב-17 ביולי נכנסו כוחות היבשה של צה"ל לרצועת עזה, במטרה לגלות ולהרוס מנהרות טרור ולפגוע במחבלים. במבצע נהרסו עשרות מנהרות, בהן מנהרות הטרור, הותקפו אלפי יעדי טרור, ונגרם חורבן גדול ברצועה. 2,203 פלסטינים נהרגו במהלך המבצע, מתוכם 1,068–1,408 פעילי טרור, לישראל נהרגו 67 חיילים, 4 אזרחים ועובד זר אחד.
ביולי 2015 הציג צה"ל את התוכנית הרב-שנתית "גדעון" כתגובה לדו"ח לוקר של הוועדה לבחינת תקציב הביטחון, שכוללת את צמצום הסד"כ בצה"ל ושינויים ארגוניים נוספים. בין השאר הוקמה חטיבת הקומנדו ("עוז") המאגדת את היחידות המובחרות של זרוע היבשה.
בשנת 2017 החל צה"ל בהקמת המכשול נגד מנהרות בגבול רצועת עזה שבו משולבת מערכת חישה טכנולוגית מסווגת לאיתור מנהרות. במהלך בניית המכשול, ובעיקר בחורף 2017/2018, כוחות משולבים של חיל ההנדסה הקרבית ופיקוד הדרום נטרלו למעלה מ-17 מנהרות טרור שחפרו ארגוני הטרור מרצועת עזה אל תוך שטח ישראל. בפיצוץ מנהרת הטרור ליד כיסופים נהרגו 14 מחבלים. בדצמבר 2018 פתח צה"ל במבצע מגן צפוני לאיתור וניטרול מנהרות טרור חודרות גדר שחפר חזבאללה בגבול ישראל-לבנון, וניטרל בו 6 מנהרות.
בשנת 2018 הגיע לשיאו סכסוך ישראל-איראן-חזבאללה בסוריה, דבר שהתבטא בתקיפות רבות ונרחבות על מטרות איראניות, מחסני נשק וסוללות נ"מ וטק"א סוריות, שעל חלקן (בעיקר על אלו שבאו כתגובה לירי רקטות מסוריה) נטלה ישראל אחריות. את רוב התקיפות ביצע חיל האוויר הישראלי, כולל תקיפת בכורה עולמית שביצע המטוס החמקן F-35I.