Bei den Wahlen am 17. Mai 1999 wurde Barak mit 56,08 % der abgegebenen Stimmen gegenüber Netanjahu in einer Direktwahl zum israelischen Ministerpräsidenten gewählt. Er versuchte, den Friedensprozess mit den Palästinensern, der ins Stocken geraten war, wieder in Gang zu bringen. Ein Durchbruch gelang jedoch aufgrund des Misstrauens beider Seiten nicht. Die Verhandlungen in Camp David mit Jassir Arafat scheiterten. In seiner Amtszeit zog sich die israelische Armee aus dem Südlibanon zurück, den sie seit dem Libanonkrieg 1982 besetzt gehalten hatte. Als am 28. September 2000 der damalige Oppositionsführer Ariel Scharon den Tempelberg besuchte und daraufhin die zweite Intifada oder "Al-Aqsa-Intifada" ausbrach, war Barak mit seiner Politik gescheitert und hatte kaum mehr Rückhalt in der Bevölkerung. Bei der vorzeitig angesetzten Premier-Wahl am 6. Februar 2001 unterlag Barak dem Likud-Kandidaten Ariel Scharon.