פעולת הטרור הידועה ביותר של "ספטמבר השחור" היא רצח אחד-עשר הספורטאים הישראלים באולימפיאדת מינכן ב-6 בספטמבר 1972. בשנת 2012 פרסם העיתון הגרמני דר שפיגל כי הממשלה הסוציאל-דמוקרטית של גרמניה שיתפה פעולה באופן חשאי עם מתכנני טבח הספורטאים. שגריר גרמניה בלבנון, ואלטר נובק, נפגש עם יוסוף א-נאג'ר, מראשי הפת"ח ו"ספטמבר השחור", והציע לו הסכם לפיו יימנעו הפת"ח וספטמבר השחור ממתקפות טרור בגרמניה ואילו גרמניה תעניק תמיכה מדינית ופוליטית לאש"ף. לפי דר שפיגל, כך הפסיקה גרמניה לחקור את טבח הספורטאים במינכן והאחראים לו, לא הגדירה רשמית את האירוע כמעשה טרור ואף קיימה פגישות נוספות עם ראשי ארגון ספטמבר השחור.