1967 – רמטכ"ל מלחמת ששת הימים
ב-1967, בשנה הרביעית לכהונתו של רבין כרמטכ"ל, פרצה מלחמת ששת הימים. בראשית אותה שנה עדיין לא חשב איש על מלחמה, ודאי לא עם מצרים. במוקד המתח עמדו המשך ההתנגשויות בגבול הצפון. בתגובה על פעילות סורית הופעל חיל האוויר הישראלי, ובקרב אווירי שנערך ב-7 באפריל הופלו שישה מטוסי מיג סוריים. בתגובה החלה מצרים, שהיתה קשורה בברית הגנה עם סוריה, בגיוס מילואים. הכנסת כוח צבאי מצרי לסיני היתה בניגוד להסכמים, ורבין ראה בה צעד מלחמתי והמליץ על גיוס מילואים. נשיא מצרים, גמאל עבד-אל נאצר, הורה לכוח האו"ם לעזוב את סיני, ולאחר מכן סגר את מיצרי טיראן בפני שיט ישראלי. מבחינת ישראל היתה זו הכרזת מלחמה. המצב המשיך להדרדר במהירות, והמלחמה הפכה בלתי נמנעת.
רבין היה חדור אמונה בכוחו של צה"ל לנצח במערכה, והצבא שבפיקודו היה דרוך ומוכן לקרב. מחיר גיוס המילואים היה כבד. הציבור היה נתון בחרדה. המטה הכללי לחץ לפעולה מקדימה. אף על פי כן הבין רבין כי יש לתת לממשלה את הזמן הדרוש לה למהלך מדיני. אישים בכירים עימם נועץ ערערו את בטחונו בכוחו של צה"ל לצאת למלחמה ללא גיבוי מעצמה ידידותית. קרוע בין הכרתו בצורך להנחית מכה צבאית מונעת, לבין הכרתו בחובת הציות לדרג המדיני, וכשהוא עובד סביב השעון ומעשן ללא הרף – נקלע לאפיסת כוחות והתקשה להמשיך בתפקידו. אך לאחר 24 שעות מנוחה חזר למלא את תפקידיו.
החרדה בציבור ב"תקופת ההמתנה" הביאה להקמת "ממשלת הליכוד הלאומי". ראש הממשלה ושר הביטחון לוי אשכול אולץ לוותר על תפקידו כשר הביטחון ולתפקיד מונה משה דיין. ב-4 ביוני החליטה הממשלה לפתוח במתקפה.
ב-5 ביוני, בפעולה שבה השתתפו כמעט כל מטוסי הקרב של צה"ל, תקף חיל האוויר הישראלי את שדות התעופה וחילות האוויר של מצרים, סוריה, עיראק וירדן ופגע בהם פגיעה אנושה. לאחר התקפת מחץ זו נפתחה הדרך לפני כוחות השריון וחיל הרגלים לפרוץ לסיני. הצבא המצרי הוכרע תוך ימים בודדים ונסוג לתעלת סואץ. בעקבות התקפות צבא ירדן באזור ירושלים, נפתחה חזית שנייה. כעבור יומיים כבשו כוחות צה"ל את כל הגדה המערבית, את ירושלים המזרחית והגיעו אל הכותל המערבי. לאחר שהוכרעו צבאות מצרים וירדן, תקף צה"ל ביום החמישי למלחמה את הסורים ברמת הגולן. משהושלם כיבוש הרמה נכנסה לתוקפה הפסקת האש, והוסר האיום מעל ישובי הצפון.
