Tusindvis af sørgende palæstinensere, der var flankeret af maskerede bevæbnede mænd i camouflagetøj, råbte mandag på "hævn".
Det skete under en aktion i forbindelse med begravelsen af syv militante, der blev dræbt ved et israelsk angreb.
Den militante gruppe Hamas siger, at israelske soldater kørte ind i området i et civilt køretøj sent søndag og udvekslede skud med medlemmer af den islamistiske gruppe, som kontrollerer Gaza.
Hamas har efterfølgende optrappet alle sikkerhedsforanstaltninger i området.
Israelske specialstyrker dræbte palæstinenserne, da der blev skudt mod bevæbnede medlemmer af Hamas fra den civile bil, oplyser den palæstinensiske gruppe.
Skyderiet fik Hamas-medlemmer til at sætte efter bilen.
Under skudvekslingerne blev en israelsk oberstløjtnant dræbt.
Undervejs i biljagten beskød israelerne området fra luften, og der blev sendt raketter fra Gaza mod Israel.
Israel siger, at 17 raketter blev sendt mod Israel fra Gaza.
Den militære fløj i Hamas, Izzedine al-Qassam, siger, at det israelske angreb skete omkring tre kilometer inde i den sydøstlige del af Gazastriben.
Den optrappede vold kan undergrave bestræbelser på at få skabt bedre forhold for Gazas indbyggere med aftaler om lempelser af en 11 år gammel israelsk-egyptisk blokade af det forarmede område.
Et nyt forsøg på at skabe bedre forhold i Gaza støttes af Egypten og Qatar.
Israels premierminister, Benjamin Netanyahu, afkortede et besøg i Paris og vendte hjem på grund af uroen.
Netanyahu var søndag i Paris for at deltage i markeringen af 100-årsdagen for Første Verdenskrigs afslutning.
Lederen af Hamas, Ismail Haniyeh, førte mandag an i et begravelsesoptog i Gaza, hvor de dræbte palæstinenseres kister var indsvøbt i den væbnede Hamas-fløjs flag.
Militære talsmænd for Israel har signaleret, at den israelske mission i Gaza ikke gik som planlagt. Det er sjældent, at Israel forsøger at angribe eller bortføre militante palæstinensere i Gazastriben.
