שבת, 8 ביוני, החלה כמו עוד יום ארוך בשבי החמאס בשביל נועה ארגמני (26), אלמוג מאיר ג'אן (22), אנדריי קוזלוב (27) ושלומי זיו (41), ארבעת החטופים הישראלים שהוחזקו בלב סביבה אזרחית עוינת במחנה הפליטים נוסייראת שברצועת עזה. אלא שלפתע, בשעה 11:00 בבוקר, ניתנה הפקודה וכוחות גדולים של צה"ל, שב"כ וימ"מ פשטו במקביל על שני מבנים שבהם שהו החטופים. באחד הוחזקה נועה ארגמני בת ה־26 לבדה, ובמבנה נוסף, במרחק של כ־200 מטרים ממנה, הוחזקו השלושה.
חילוצה של נועה ארגמני בוצע יחסית במהירות. הכוחות הסתערו על הבית ונטרלו מיד את שלושת המחבלים. נועה הייתה נרגשת ונפחדת. הלוחמים הרגיעו אותה ואמרו בהתרגשות: נועה, באנו להחזיר אותך לאמא. אחד החיילים נשא אותה על גבו לרכב החילוץ, ומשם היא הובהלה תחת אש למסוק שהטיס אותה לישראל. לעומת זאת בדירה הסמוכה, שבה שהו שלושת החטופים, המצב היה מורכב יותר. כשנכנסו הלוחמים מכמה פתחים בו זמנית, הם נתקלו במחבלים חמושים ששמרו על החטופים. חילופי אש כבדים התנהלו ביניהם ובין הכוחות הישראליים, ובמהלכם נפצע אנוש מפקד צוות ולוחם הימ"מ פקד ארנון זמורה, שהיה חלק מכוח הפריצה הראשון. זמורה מת מפצעיו בבית החולים.
הכוחות שפרצו ראשונים לדירת המסתור זיהו את שלושת החטופים הישראלים יושבים מבוהלים על הרצפה בחדר כשמסביבם הדי ירי ופיצוצים. החיילים ניסו להרגיע את החטופים המפוחדים ואמרו בעברית: באנו לחלץ אתכם. תהיו רגועים. הדרך החוצה הייתה אף היא רצופה סכנות. תחת אש תופת מכל עבר הם נמלטו מהדירה, אך בעקבות אש המחבלים אחד מרכבי המילוט נפגע ונתקע. לרגעים נראה היה כי המצב ביש, אבל הכוחות לא איבדו את העשתונות וניהלו בקור רוח מופתי קרב חילוץ הרואי. חיל האוויר הגביר את מעטפת האש במטרה להגן על הכוחות והחטופים, כוחות רגליים זינקו לאזור והגבירו אש לעבר המחבלים, ומסוקי צה"ל באור יום חברו לכוח והטיסו את החטופים בבטחה חזרה הביתה לישראל.
למחרת אישרה הממשלה את ההצעה לקרוא למבצע החילוץ בשם מבצע ארנון, על שמו של לוחם הימ"מ רב פקד ארנון זמורה הי"ד. בפתח ישיבת הממשלה אמר ראש הממשלה נתניהו כי "אני בטוח שהממשלה שלנו תומכת פה אחד בהצעה לקרוא למבצע שחרור החטופים בעזה מבצע ארנון, על שמו של מפקד הכוח המסתער שנפל בקרב, גיבור ישראל ארנון זמורה". שר הביטחון גלנט אמר: "מדובר באחד המבצעים ההרואיים המרשימים ביותר שראיתי לאורך 47 שנותיי במערכת הביטחון. כוחות צה"ל, ימ"מ ושב"כ עשו פעולה שאין למעלה ממנה בנועזות, תכנון מבריק". עוד אמר: "הלוחמים שלנו גילו אומץ לב שאין דומה לו. תחת אש תופת במקומות הקשים ביותר בלב מחנה פליטים באמצע היום. לא זכור לי שעשינו הרבה דברים כאלה, בעוצמה הזאת ובשיתוף הפעולה ובהצלחה הזאת".
מסתערבים בשטח האויב
אכן, מדובר ללא ספק באחד המבצעים הנועזים ביותר בתולדות המדינה - חילוץ של ארבעה חטופים חיים שהוחזקו בידי מחבלים חמושים בלב אוכלוסייה צפופה לאור יום. המבצע המזהיר יצא לפועל לאחר שבועות ארוכים של איסוף מודיעיני מדויק, בניית מודלים ואימונים, כולל עבודת מסתערבים בעומק השטח בהתחזות לנשים עזתיות, ועד לפעולה עצמה שדרשה הסתערות מדויקת ומתוזמנת לתוך דירות בלב מחנה פליטים סואן תוך כדי חיכוך עם האויב והוצאת החטופים ללא פגע. חלק מהלוחמים השתתפו רק ארבעה חודשים קודם לכן במבצע 'יד הזהב' ברפיח לשחרור שני החטופים פרננדו מרמן ולואיס הר. כמו המבצע הקודם, גם המבצע הזה ביטא באופן מוחשי את היכולות המעולות של צה"ל, והפיח בלב רבים את התקווה לביצוע עוד פעולות חילוץ נוספות בהמשך.
יום למחרת פרסם משרד הבריאות של עזה כי במהלך מבצע החילוץ נהרגו 274 פלשתינים ונפצעו 698 נוספים. מנגד הצבא הפנה אצבע מאשימה לחמאס בטענה כי התושבים העזתים שנהרגו ונפצעו שימשו מגן אנושי של מחבלי חמאס. הצלחת המבצע הותירה את חמאס בתדהמה והעבירה לו מסר ברור באשר לנחישותה של ישראל להשיב את בניה ובנותיה החטופים לביתם. פעם נוספת נכחו מחבלי חמאס ביכולותיהם המבצעיות הגבוהות של חיילי צה"ל. זאת ועוד, החזקת החטופים בחסות אוכלוסייה אזרחית עזתית חשפה את ערוותו של חמאס שמתנהל בחופשיות בשטח הומניטרי תוך ניצול וסיכון חיי אזרחיו.
הידיעה על שחרור החטופים, ובתוכם גם נועה ארגמני שתמונת חטיפתה נחרתה בלב רבים, עוררה בישראל התרגשות רבה. גל של שמחה הציף את המדינה לצד הצדעה לחיילי צה"ל שפעלו בתושייה, תחכום ואומץ לב ומימשו בעשייתם ערכים של ערבות הדדית ופדיון שבויים. תמונת החטופים במנחת המסוקים דורכים על אדמת הארץ כשהם מוקפים בחיילי צה"ל חיזקה את ההבנה כי ככל שצה"ל יחזק את אחיזתו ברחבי הרצועה ויגביר את הלחץ הצבאי על חמאס כך ייווצרו הזדמנויות נוספות לחילוץ חטופים שאינן תלויות ברצונו הבלעדי של סינוואר.