לפני מלחמת העצמאות התנהל משא ומתן חשאי בין הנהגת היישוב, באמצעות גולדה מאירסון (לימים גולדה מאיר) מהמחלקה המדינית של הסוכנות היהודית, לבין המלך, שכלל חילופי מכתבים ושתי פגישות. הפגישה הראשונה נערכה בנהריים ב-17 בנובמבר 1947 (בהשתתפותם של אליהו ששון ועזרא דנין מהצד היהודי), ובה נדונו אפשרויות לשיתוף פעולה אחרי קבלת תוכנית החלוקה. בין השאר הציע עבדאללה הקמת רפובליקה יהודית עצמאית בארץ ישראל במסגרת המונרכיה הירדנית, שתכלול צבא ופרלמנט משותפים, ושאל את גולדה מה דעתה על האפשרות שיספח לירדן את החלק הערבי של ארץ ישראל. על כך השיבה המשלחת היהודית שהיא תראה זאת בחיוב, אם הוא לא יפריע להקמת המדינה היהודית.
מלחמת העצמאות.
ככל שהמנדט הבריטי בארץ ישראל התקרב לסופו, התגברה מעורבות הלגיון הערבי בלחימה ואף על פי שהיה באופן תאורטי בארץ ישראל תחת פיקוד הכוחות הבריטים, הרי הוא החל לפעול יותר ויותר באופן עצמאי וזאת בניגוד לשאר מדינות ערב שנמנעו מהשתתפות בלחימה כל עוד המנדט נמשך. במהלך מלחמת העצמאות הסב "הלגיון הערבי" אבדות קשות בירושלים ובגוש עציון. חיילי הלגיון, שהיו תחת שליטה בריטית וקיבל חינוך בריטי, התייחסו לשבויים הישראליים טוב מאשר כל מדינות ערב, אך עם זאת לא נעדרו מעשי טבח.
למרות המעורבות ההולכת וגוברת של הלגיון בלחימה, נערכה פגישה נוספת בעמאן בין ירדן וההנהגה הציונית יומיים לפני טקס ההכרזה על המדינה, ב-12 במאי 1948, בהשתתפות דנין (ששימש כמתורגמן), ואחד מאנשי סודו של המלך מוחמד זובאטי. גם בפגישה זו היה המלך ידידותי, אך "מדוכא, טרוד, עצבני" (כדברי גולדה). לפני הפגישה, העביר דרך איש הקשר את הצעתו לסיפוח ארץ ישראל כולה לממלכתו, והקמת "מדינה אחידה", בה תהיה אוטונומיה ליהודים באזורים המאוכלסים ביותר על ידם. גולדה דחתה את ההצעה ודרשה לחזור לסיכום הקודם על אי התנגשות בין הצדדים והסכמה בשתיקה להשתלטות עבדאללה על החלק הערבי של ארץ ישראל המערבית. עבדאללה ניסה לשכנע את גולדה לדחות את הכרזת העצמאות, ושאל מה החיפזון. על כך השיבה לו גולדה שאלפיים שנה אינן חיפזון. עבדאללה הסביר שאמנם הבטיח לא להילחם ביישוב היהודי, אך בינתיים השתנו הנסיבות. היו אירועי דיר יאסין, ועתה הוא "אחד מחמישה" (מנהיגי מדינות ערב שתכננו את הפלישה לארץ ישראל). שני הצדדים לא רצו במלחמה אך הבינו לצערם שהיא בלתי נמנעת. גולדה אמרה "אנחנו נילחם", ועבדאללה ענה: "חובתכם להילחם". כשדנין הזהיר אותו מהתוצאות ענה "אני יודע שאתם תכו בנו, אבל חובתכם לעשות את המוטל עליכם". גולדה נפרדה מעבדאללה באומרה: "ניפגש אחרי המלחמה".
כוחות הלגיון תפסו את לטרון וחסמו את הדרך לירושלים. שלושה ניסיונות בקרבות עקובים מדם לכבוש את לטרון נכשלו, אך נכבש שטח שאיפשר דרך עוקפת לירושלים, היא דרך בורמה, שנסללה תוך כדי המלחמה ואיפשרה נתיב פתוח לירושלים. במקביל ל"דרך בורמה" הוקם "מפעל השילוח" (קו צינורות עם שתי תחנות שאיבה, שעקף את לטרון מבריכה ליד חולדה ועד שער הגיא) שאיפשר הזרמת מים לירושלים הנצורה. הרובע היהודי בעיר העתיקה נשאר מנותק, וניסיונות פריצה אליו נכשלו. הר ציון נכבש על ידי כוחות ישראלים וממנו נעשתה פריצה נוספת לעבר הרובע היהודי שנכשלה. ב-28 במאי נכנע הרובע היהודי לתוקפיו, לאחר שנפלו רבים ממגיניו ותחמושתו אזלה. אנשי הרובע נפלו בשבי. הלגיון הערבי ניסה לפרוץ לירושלים המערבית, כבש את שכונת שייח' ג'ראח, אך נבלם מהתקדמות נוספת. קרבות עזים נערכו בקיבוץ רמת רחל, עם כוחות ירדניים ומצריים שהגיעו מחברון, במהלכם עבר הקיבוץ מיד ליד, עד שלבסוף הוכרע הקרב והקיבוץ נשאר בידי כוחות ישראל.
החל מ-12 באפריל פונו רוב הנשים והילדים מנהריים וב-15 במאי קיבלו תושבי המקום אולטימטום מהלגיון הירדני להיכנע או לעזוב את המקום. מחלקת ההגנה עזבה עם רוב הנשק ונשארו במקום בעלי תעודות זהות ירדניות. הצבא העיראקי נכנס לנהריים (בהסכמת הירדנים) ולקח בשבי 30 מאנשי המקום. שתי נשים שנמנו עם השבויים הוחזרו ב-6 ביוני. עם כיבוש המקום, הופסקה פעילותו של המפעל, היישוב תל אור וכן המפעל נבזזו ונהרסו על ידי החיילים הירדנים, התושבים והעובדים שנלקחו בשבי שוחררו אחרי תקופה של כתשעה חודשים.
ב-24 במרץ 1948 נשלחה שיירת תגבור נוספת, עמוסת אספקה, שהצליחה להגיע לגוש עציון. בדרכה חזרה השיירה הותקפה בנבי דניאל (בהשתתפות הלגיון הערבי) וספגה אבדות רבות. למחרת חולצה השיירה על ידי הבריטים. היו מקרים רבים דומים בהם היו מעורבים שני הצדדים. בתחילת מאי, הלגיון הערבי ואלפי חיילים לא סדירים שהיו בעיקר ערבים תושבי הסביבה, החלו בסדרת תקיפות מסיביות על גוש עציון. ב-12 במאי החלה המתקפה המסיבית האחרונה על קיבוץ כפר עציון. ללגיון היו מכוניות משוריינות וארטילריה, שמולם לכוחות היהודים לא היה מענה יעיל. ב-13 במאי החלה מתקפה על קיבוץ כפר עציון בה היו מעורבים פלוגות חיל רגלים של הלגיון הערבי, ארטילריה קלה ותמיכה מהתושבים המקומיים אשר פלשו מכל הכיוונים.
ב-13 במאי, כאשר יכולתם של הלוחמים לשרוד את המתקפה המסיבית החלה להיות מוטלת בספק, מגיני כפר עציון החליטו להיכנע. קיימות מחלוקות לגבי מספר האנשים המדויק אשר נהרגו בעת הלחימה ומספר האנשים שנרצחו לאחר שנכנעו. לפי גרסה אחת, קבוצת המגנים העיקרית, שמנתה כ-50 לוחמים, הותקפה על ידי מספר רב של חיילים ערבים תושבי הסביבה אשר צעקו "דיר יאסין!" והורו ליהודים לשבת, לקום, לשבת שוב ופתאום מישהו פתח באש על היהודים עם מקלע ובעקבותיו האחרים הצטרפו לרצח. הלוחמים אשר לא נרצחו בתחילה ניסו לברוח על אף שהם נרדפו על ידי הכוחות הערבים. בסך הכל 157 מגנים נהרגו בקרב בגוש עציון, לרבות אלו אשר נרצחו בטבח בכפר עציון. בערך 2/3 מהם היו תושבי היישוב והשאר היו לוחמי ארגון ההגנה או הפלמ"ח. מעורבות הלגיון הערבי בטבח עדיין נתונה במחלוקת. אין ספק כי הלגיון הוביל את המתקפה על כפר עציון (ככל הנראה לפי הוראותיו המפורשות של ג'ון באגוט גלאב), ולפחות מספר לוחמי הלגיון היו נוכחים כאשר החל הטבח. מלבד זאת, העדות האמינה ביותר מהטבח היא של עליזה פאוקטואנגר אשר ציינה כי קצין הלגיון (סרן מיהיאר) אשר הציל את חייה, שחרר את כל הפצועים אשר נשלחו לירושלים. ג'ון באגוט גלאב הכחיש בהמשך כי התקיים טבח.
במהלך הלחימה כבשה ירדן חלק ניכר מהשטח שיועד למדינה הערבית בהחלטה על חלוקת ארץ ישראל (שזכה לכינוי "הגדה המערבית") ומזרח ירושלים, לרבות העיר העתיקה ומסגדי הר הבית, וכך שילשה הממלכה את אוכלוסייתה. עד מהרה היה רובה של האוכלוסייה בממלכה ממוצא פלסטיני שהגיע בגל של פליטים.
ב־1 בדצמבר 1948 ארגנה ירדן את קונגרס יריחו. נכבדי הגדה שאורגנו על ידי הממלכה הציעו לה לספח את השטח, דבר שתאם את האינטרס הישראלי לדחוק את המופתי.
מבצע עובדה שהתקיים בין ה-6 ל-10 במרץ 1949, היה אחרון מבצעי צה"ל במלחמת העצמאות ובו נכבש הנגב הדרומי וכוחות צה"ל הגיעו לאום רשרש ובזאת קבעו כי אום רשרש והחוף הצפוני של מפרץ אילת יישארו בתחום מדינת ישראל ועליהם תוקם העיר אילת. בריטניה וירדן הגיבו על כך בחריפות: הבריטים הגבירו את כוחותיהם לאורך קו הגבול בין עקבה לים המלח ומשלחת ירדן בשיחות שביתת הנשק ברודוס דרשה את יציאת צה"ל מכל המשולש הדרומי של הנגב. ישראל דחתה בתוקף את הדרישה וסופו של דבר נחתם הסכם שביתת הנשק בין ישראל וירדן ב-3 באפריל 1949. עיראק לא השתתפה בשיחות ומסרה את השטחים שהחזיקה לצבא ירדן (מכיוון שעיראק סירבה לחתום על הסכמי שביתת הנשק בתום המלחמה היא נמצאה, רשמית, במלחמה עם ישראל), וההסכם שנחתם עם ירדן חל על כל קו הפסקת האש בחזית הירדנית. במסגרת ההסכם סופחו ב-20 במאי 1949 יישובי ואדי עארה לשטח מדינת ישראל. כמו כן, ניתן לישראל אזור "המשולש" וכן אזורים נרחבים בין אזור ראש העין וכפר קאסם בצפון, דרך אזור שוהם ועד מודיעין בדרום. שבויי העיר העתיקה של ירושלים וגוש עציון הוחזרו למדינת ישראל. בהסכם נקבע שישראלים יוכלו לפקוד את המקומות הקדושים במזרח ירושלים בהם הכותל המערבי והר הזיתים, ותתאפשר תנועת ישראלים בכביש לטרון-ירושלים (כיום חלק מכביש 1) אך השלטון הירדני לא כיבד את החלק הזה בהסכם.
ממלחמת העצמאות ועד למבצע סיני.
בדצמבר 1949 התקבלה החלטה 303 בעצרת האו"ם ברוב של למעלה משני שלישים על בינאום ירושלים. ההחלטה נתקבלה כתוצאה מהצבעתם של שלושה גושים: המדינות הקתוליות, מדינות ערב והגוש המזרחי. גם ירדן התנגדה לבינאום ירושלים וההתנגדות המשותפת יצרה סיכוי חד פעמי להשגת שלום בין ישראל לבין ירדן. בחודשים דצמבר 1949 וינואר 1950 התנהלו שיחות חשאיות בין שתי המדינות, ונראה היה כי נמצא בסיס להסכם שלום ואף נחתמה טיוטה של חוזה אי התקפה למשך 5 שנים בין הצדדים. דבר השיחות דלף והליגה הערבית התכנסה באפריל 1950 והחליטה לגרש משורותיה כל מדינה ערבית שתנהל משא ומתן לשלום עם ישראל. תחת איום זה נרתע המלך מלהגיע להסכם שלום עם ישראל, אך המגעים החשאיים בין שתי המדינות נמשכו והושגו הסכמות בדבר הגבלת סוגי הנשק באזורי הגבול, וכן הושג הסכם למניעת הסתננות, שביצועו נכשל.
בשנת 1950 סיפחה ירדן באופן פורמלי את הגדה המערבית ושינתה את שמה לממלכת ירדן ההאשמית, שינויים אלו אושררו בחוקה שהתקבלה ב-1 בינואר 1952. הסיפוח יצר גבול ארוך מאוד בין שתי המדינות וכן הביא את ירדן להעניק לתושבי הגדה המערבית אזרחות ירדנית.