El ataque se produjo el 17 de marzo de 1992 a las 14:45 (hora local), cuando una camioneta Ford F-100 cargada con explosivos y conducida por un atacante suicida fue estrellada contra el frente de la embajada de Israel, situada en la esquina de las calles Arroyo y Suipacha.^[15]​ La explosión destruyó la embajada y causó graves daños a la iglesia católica San Marón, a un asilo para ancianos y a una escuela con jardín de infantes ubicados en un edificio cercano. Tanto la embajada como la iglesia desaparecieron completamente y fueron borrados del mapa. Según algunas fuentes, el impacto de la explosión asesinó a 29 personas, de las cuales solo 22 pudieron ser identificadas por los restos, y dejó un saldo de 242 heridos.^[16]​^[17]​ ^[18]​ Otras fuentes aseguran que, en realidad, fueron 22 los fallecidos.^[6]​ Entre las víctimas se contaban dos diplomáticos israelíes, empleados administrativos argentinos, obreros que realizaban tareas de mantenimiento (plomeros y albañiles), religiosos presentes en la iglesia, como el sacerdote católico Juan Carlos Brumana de la parroquia Mater Admirabilis, tres ancianos residentes en el Hogar San Francisco de Asís y numerosos vecinos y transeúntes que pasaban por la calle Arroyo incluyendo escolares en un autobús que pasaba. Entre los heridos había niños de un jardín de infantes que funcionaba en un edificio lindero.^[19]​ ^[20]​ ^[21]​ Este hecho se convirtió en el atentado más grave contra una misión diplomática israelí y en el segundo ataque terrorista más mortífero en la historia de Argentina después de que el 18 de julio de 1994, un coche bomba explotó frente a la sede de la AMIA (Asociación Mutual Israelita Argentina), la principal organización comunitaria judía del país, también en Buenos Aires. Ese ataque causó 85 muertes y se transformó en la mayor masacre terrorista en territorio argentino.^[22]​ La organización Hezbollah se atribuyó la responsabilidad del hecho.^[12]​^[10]​ Se presume que los responsables ingresaron al país a través de la llamada triple frontera, donde confluyen Argentina, Paraguay y Brasil, aunque nunca fueron juzgados.

Se realizaron varias investigaciones del atentado en Argentina, Estados Unidos e Israel.

Se esbozaron diversas hipótesis con relación al origen del suceso investigado. Se realizaron pericias por parte de la Policía Federal y la Gendarmería. Ambas coincidieron en que había sido un coche bomba, pero discrepaban en el explosivo utilizado: trotyl y pentrita, para la policía; hexógeno con algún tipo de iniciador, para la Gendarmería,^[23]​ mientras que un peritaje realizado por la Academia Nacional de Ingeniería sostenía que el atentado había sido consecuencia de una explosión sucedida en el interior del edificio.^[23]​

La Corte Suprema Argentina ordenó una investigación pericial del ataque que fue llevada a cabo por el jefe de la unidad de desactivación de bombas y explosivos de la policía nacional, que concluyó que la explosión tuvo lugar cuando un coche bomba golpeó el edificio.^[24]​ La investigación del caso correspondió a la Corte Suprema debido a que los artículos 116 y 117 de la Constitución argentina establecen la "competencia originaria" de ese tribunal cuando se trata de asuntos relacionados con embajadores, ministros y cónsules extranjeros. La causa tramitó por expediente 143/1992. Originalmente estuvo a cargo de Alfredo Bisordi, secretario penal de la Corte, bajo supervisión del presidente del tribunal, Ricardo Levene (hijo). En 1997 la causa fue encomendada al secretario Esteban Canevari.^[25]​

En mayo de 1999, la Corte Suprema argentina acusó formalmente a Hezbollah y emitió una orden de arresto contra Imad Mughnieh,^[26]​ ^[6]​^[27]​ a quien Estados Unidos tenía en la lista del FBI de los terroristas más buscados del mundo con una recompensa de 5 millones de dólares,^[28]​^[29]​ fallecido en 2008.^[2]​

El 23 de diciembre de 1999 la Corte Suprema dictó una acordada estableciendo que la explosión se originó en una camioneta utilizada como coche-bomba estacionada en el exterior de la embajada de Israel (página 67), la existencia de la camioneta Ford F-100 utilizada como coche-bomba fue confirmada por los informes periciales de la Policía Federal y de la Gendarmería Nacional (página 51, punto 37: restos del motor FXAH numeración incompleta 16300, que se hallaba proyectado hasta el subsuelo del edificio de Suipacha 1.409 y cuya carrocería y partes mecánicas se habrían volatilizado por efecto de la explosión (cfr. 31/32).), que las conclusiones de los exámenes técnicos de los especialistas sobre la existencia de un coche-bomba se hallan confirmadas también por los informes de inteligencia realizados por la Secretaría de Inteligencia del Estado (página 55, punto 46: reservados en el tribunal (v. 6.664/70).) y que conforme lo ha dicho este mismo Tribunal con fecha 10 de mayo de 1999, en la causa se han reunido elementos suficientes para sostener que el atentado cometido contra la Embajada de Israel en Argentina el 17 de marzo de 1992 fue organizado y llevado a cabo por el grupo terrorista denominado Jihad Islámica, brazo armado del Hezbollah (página 182/183, punto 298).^[30]​

Miguel Ángel Toma, director de la SIDE e investigador del atentado con bomba en la embajada, sugirió que el gobierno iraní estaba molesto por un cambio en la política exterior argentina.^[31]​ Toma declaró que durante la década de los años 1980 el gobierno dictatorial argentino de la Junta Militar había firmado acuerdos con el gobierno iraní en las áreas de tecnología con el propósito de llevar a cabo programas nucleares y de misiles, pero en 1989, el gobierno democrático argentino habNas cancelado esos acuerdos: Nunca pensamos que en Argentina ese pudiera ser un factor para determinar un ataque terrorista. Lo descubrimos más tarde después de las dos bombas explotaron en Buenos Aires.^[31]​

En el año 2004, Carlos Menem, quien fuera presidente de Argentina entre 1989 y 1999 declaró en una entrevista que el hecho de haber sido el único presidente argentino que visitó Israel pudo haber sido lo que haya ofendido a estas organizaciones terroristas. Y a continuación agregó: «Lo otro que puede ser es el envío de las naves argentinas al Golfo con motivo de la invasión de Irak a Kuwait». El envío de dos buques de guerra al Golfo, en 1991, para reforzar la coalición liderada por Estados Unidos contra Irak, fue un hecho representativo del estilo de la política exterior que siguió el gobierno argentino durante la presidencia de Menem.^[32]​

En 2006, la Corte declaró imprescriptible la causa por el atentado.^[3]​

El atentado fue también investigado por el FBI y por la jueza Ellen Segal Huvelle, quien en 2008 condenó a Irán a indemnizar a los familiares de una de las víctimas. ^[33]​

En su fallo, la magistrada atribuyó el ataque a la organización Hezbollah con el apoyo de Irán y estableció que el atentado provocó la muerte de 29 personas.^[34]​^[35]​ La jueza sostuvo que el hecho fue cometido mediante un coche bomba detonado en la vía pública por un atacante suicida.^[34]​ Declaró en el juicio el Dr. Patrick L. Clawson, subdirector del Instituto Washington para la Política del Cercano Oriente, reconocido por muchos jueces de esta Corte en numerosas ocasiones como un "ampliamente reconocido experto en asuntos iraníes durante los últimos 25 años.^[34]​

Una investigación realizada por Israel, cuyos resultados se hicieron públicos en 2003, concluyó que los más altos niveles del régimen iraní estaban al tanto de la intención de Hezbollah de ejecutar el atentado y que, de hecho, habían autorizado a la organización a llevarlo a cabo.^[26]​ Ese mismo año, el embajador de Israel, Benjamín Orón, leyó en el acto por el atentado un mensaje del canciller israelí Silvan Shalom, en el que decía que su país tenía pruebas de que Irán y Hezbollah eran los responsables.^[36]​

El Mossad llevó adelante sus propias indagaciones. En marzo de 2010, el embajador israelí en Argentina, Daniel Gazit, declaró a la prensa que Israel había eliminado a los responsables del ataque.^[37]​

El 22 de julio de 2022, el New York Times publicó una investigación sobre los ataques terroristas de la agencia de inteligencia israelí Mossad. El informe llegaba a la conclusión de que la organización Hezbollah había creado una célula en Buenos Aires para llevar a cabo el ataque a la embajada y que Irán había aprobado y financiado el atanetado al proporcionar entrenamiento y equipo a miembros de Hezbollah pero que no había tenido un papel operacional sobre el terreno.^[38]​ El periodista Ronen Bergman, del New York Times, publicó un artículo que realizaba un relato detallado de la forma en que se había planeado el ataque y sostenía que el material para los explosivos había ingresado como contrabando a la Argentina en botellas de champú y cajas de chocolate. Según este periodista, el Mossad había desligado a Irán de actuar con agentes operativos en los ataques contra la AMIA y la embajada, y había identificado a los terroristas que integraron el grupo. La agencia israelí sostendría también que no hubo funcionarios ni ciudadanos argentinos cómplices de los ataques. Según el informe, ambos atentados fueron ejecutados en venganza por las operaciones israelíes contra la milicia chiita en Líbano y para ello Hezbolá utilizó una infraestructura secreta que había preparado desde 1988, en Buenos Aires y otros sitios de Sudamérica. El ataque a la embajada habría sido realizado por tres personas, una de las cuales ya había fallecido, Imad Mughniyeh. Los atentados fueron desencadenados, siempre según el Mossad, por el asesinato a manos de Israel, de Abbas al-Musawi, el 16 de febrero de 1992. Para responder Hezbolá habría enviado a la Argentina a Hassan Karaki, con un pasaporte brasileño falsificado a Buenos Aires, donde compró la camioneta usada en el primer atentado. El comandante adjunto del grupo fue Talal Hamia, también enviado a Buenos Aires, donde contactó al libanés Muhammad Nur al-Din, que había emigrado a Brasil, y aceptó ser el atacante suicida. Debido a que la red operativa de Hezbollah “no fue expuesta y neutralizada después del ataque a la Embajada de Israel”, pudieron “ejecutar un ataque aún más mortal” como el atentado a la AMIA.^[2]​^[13]​

La AMIA y la DAIA rechazaron el informe afirmando que no debería haber diferenciación entre Hezbolláh y el Estado iraní.^[38]​ El fiscal Sebastián Basso declaró que una publicación periodística era insuficiente y que requeriría una confirmación oficial a Israel y el acceso al informe completo. El presidente de la DAIA, Jorge Knoblovits, sostuvo que la noticia «distrae la investigación». El abogado de la AMIA, Miguel Bronfman, afirmó que «la información carece de la más mínima seriedad». Laura Ginzberg, de APEMIA, consideró que se trataba de un reconocimiento, por parte de Israel, que las agencias de inteligencia fabricaron una versión falsa desde el principio y exigió que abrieran sus archivos.^[39]​

El sitio en el que se encontraba la embajada de Israel ha sido preservado como un sitio para la memoria. En 2007, la Ley 26.269 declaró Lugar Histórico Nacional el solar ubicada en la calle Arroyo 916, que pasó a llamarse La Plaza de la Memoria en los términos de la Ley Nº 12.665.^[40]​ En 2000 se inauguró oficialmente la Plaza Embajada de Israel en el solar que ocupara el edificio desaparecido, gracias al trabajo del arquitecto Hugo Salama.^[41]​ Allí se ha preservado una parte del muro original de la embajada; los nombres de los fallecidos han sido colocados en una placa y se plantaron dos líneas de tilos, cada uno de ellos simbolizando de una manera firme de recordar a cada una de las personas asesinadas. También allí se encuentra el monumento a las víctimas y al Estado de Israel por el atentado. ^[42]​El 17 de marzo fue nombrado Día de la Memoria y la Solidaridad con las Víctimas del Atentado a la Embajada de Israel y cada 17 de marzo a las 15:00 hs se recuerda a las víctimas del atentado en esta plaza de la memoria.^[43]​

• Amia: la serie es una ficción de ocho episodios, inspirada en el atentado a la embajada de Israel en Buenos Aires y el atentado a la AMIA.^[44]​
• Anita, película dirigida por Marcos Carnevale.
• La banda chilena La Ley menciona el hecho en la letra de la canción «Cielo Market» del disco «Invisible» de 1995.
• Nisman: El fiscal, la presidenta y el espía. Serie documental de 6 capítulos estrenada por Netflix en enero de 2020.
• Iosi, el espía arrepentido, serie web de suspense argentina-uruguaya creada por Daniel Burman para Amazon Prime Video, cuenta la historia real de un espía de la Policía Federal Argentina que se infiltra en una comunidad judía para recabar información, que luego aparentemente fue utilizada para llevar adelante los atentados terroristas contra la Embajada de Israel en 1992 y la AMIA en 1994.^[45]​
• El cantante argentino León Gieco menciona los hechos en su canción «La memoria» del disco Bandidos rurales de 2001: «Todos los muertos de la AMIA, y los de la Embajada de Israel (...)».
• Descansar en Paz, dirigida por Sebastián Borensztein, retrata que el atentado sirve como excusa a su protagonista para desaparecer de sus acreedores. Estrenada en 2024 en Netflix.^[46]​

• Secretaría de Inteligencia
• Atentado a la AMIA
• Lista de los fallecidos en el atentado a la embajada de Israel
• Lista de masacres en la Argentina (Siglo XX)
• Historia de los judíos en Argentina