בשנת 2010 חלה הידרדרות נוספת ביחסים בין שתי המדינות, בעקבות אירועי המשט לעזה, אותו הוביל ארגון טורקי, ונוצר המשבר הדיפלומטי החמור ביותר מאז כינון היחסים בין המדינות. טורקיה החזירה את שגרירה מתל אביב לאנקרה, בוטלו משחקי ידידות בין שתי המדינות, וברחובות הערים בשתי המדינות התקיימו הפגנות כנגד המדינה השנייה. ארדואן כינה את פעולות ישראל - בהם נהרגו תשעה אזרחים טורקים שתקפו חיילים- כ"פיראטיות" ואיים כי "אם אתם - ישראל - רוצים את טורקיה כאויב, היא תהיה אויב חזק וקשה". למרות זאת, ב-2 בדצמבר 2010 שלחה טורקיה 2 מטוסי כיבוי כדי לעזור לכוחות הכיבוי בישראל לכבות את השרפה בכרמל. ארדואן טען, שהסיוע ניתן "מתוך מניעים הומניטריים וחובה אסלאמית", ושטרם הגיע הזמן לשיפור ביחסי שתי המדינות - עד אשר ישראל תתנצל ותפצה את נפגעי המשט.