ב-1967, במלחמת ששת הימים, כבשה ישראל שנית את האזור ושלטה בחלקו המערבי עד 1980 ובמזרחי עד 1982. בעת השלטון הישראלי, עד 1982, היה המרחב נתון לממשל צבאי. מפקדת האזור שכנה באופירה, ליד מפקדת כוחות צה"ל - מפקדת מרש"ל (מרחב שלמה). מפקד האזור, המושל הצבאי, חלש על הגזרה באמצעות מספר "נציגויות", ששכנו בשטח. שיטה זו הועתקה מפריסת הצבא האמריקאי בווייטנאם בשנות ה-60 ומטרתה הייתה מעורבות באוכלוסייה, מתן שירותים, התחבבות והתחככות ומניעת חדירת השפעות לא רצויות בעצם הנוכחות בשטח [דרוש מקור].
הנציגויות שהיו בנואיבה, דהב, א-טור, אבו רודס וסנטה קתרינה, אוישו בקציני ונגדי ממשל צבאי וכוחות ביטחון שוטף. מפקדי הנציגויות היו בפועל מפקדי הכוחות של צה"ל בשטח. היחידה של הממשל הצבאי נקראה מפקדת אד"ס (אזור דרום סיני) ובראשה עמד קצין בדרגת סא"ל. בין מפקדיה של היחידה הזו היו:
רס"ן אפרים איש שלום 1981, עד השבת האזור למצרים, בשנת 1982 [דרוש מקור].
ליד הממשל הצבאי היה גוף מנהל אזרחי שטיפל בפיתוח משאבים ותשתיות לרווחת התושבים המקומיים. בראש המנהל האזרחי עמד ראובן אלוני. אף למנהל האזרחי היו נציגויות בשטח שדאגו לרווחת האוכלוסייה לצרכיה, לפרויקטים של פיתוח (דרכים, בארות מים, מרפאות, מרכזים מסחריים ועוד) בתיאום עם תיאום הפעולה בשטחים ועם המפקדה הצבאית, יצגו את משרדי הממשלה שונים ועמד בקשר מול ארגוני סעד. הקשר ליחידות צה"ל ומפקדת האזור נעשה באמצעות קצין מנהל אזרחי שהיה מוצב במפקדת האזור. (במהלך השנים שירתו בתפקיד חשוב זה ראובן רוזנטל, דודו קצין ואפריים איש-שלום)בא-טור היה נציג המינהל האזרחי, אבי אופיר. בסנטה קתרינה, היה זה אבי רובנס.
במשך כל שהות צה"ל באזור דרום סיני לא נרשמו כל אירועים חריגים ונשמרו השקט, הפיתוח האזורי ואווירת האמון, בין צה"ל לבין כ- 13,000 תושבי דרום סיני הבדווים[דרוש מקור].
בשנות השלטון הישראלי הוקמו באזור מספר יישובים אזרחיים: אופירה, נביעות, די זהב ושלהבת והוא היווה יעד תיירותי מבוקש לישראלים. אם בתיירות חופים לאורך מפרץ אילת ואם בטיולים לאזור ההר הגבוה שם גם הוקם בית ספר שדה ליד מנזר סנטה קתרינה. בסמוך לשארם א-שייח הוקם בסיס של חיל הים הישראלי ששימש את זירת ים סוף של החיל, ובסיס "אופיר" של חיל האוויר הישראלי. כן הופעלו שדות תעופה בא-טור ובסנטה קתרינה, אשר שימשו את הצבא ואת הטיסות הפנים ארציות, לצורכי תיור.
החל משנת 1975, פיקד על המרחב תא"ל אריה (בירו) דיין. הוא חילק את גזרת הפיקוד המוקטן, שאף זכה לזירה באגף מבצעים במטכ"ל, לשני מרחבים חטיבתיים: חטמ"ר 688 (חטיבת הנגב) בגזרה המערבית; חטמ"ר 655, בפיקודו של אל"ם אפרים חירם ("פיחוטקה"), בגזרה המזרחית (אילת עד אופירה); ומגמ"ס - מפקדת גזרת מרומי סיני - שמפקדתה שכנה בסנטה קתרינה. על המפקדה פיקדו סא"ל מוסא עטיה, סרן אילן ברוך ומפקדה האחרון יוסי (ג'ו) ניסימוב, שהעבירה לידי המצרים בטקס צבאי ממלכתי ב-19 בנובמבר1979.
בספטמבר 1975, בהסדר הביניים עם מצרים, נסוג צה"ל מאזור אבו רודס שנכלל במרחב שלמה. צה"ל ייצב קו ממזרח לאבו רודס ומדרומה באזור שדות הנפט של בליים, כשהגישה המצרית לאבו רודס קרקעית הייתה באמצעות "כביש משותף". במהלך השנים 1979 עד 1982, הועברו מעת לעת שטחים נוספים לידי מצרים: אזור א-טור, אזור ואדי פיראן, ואזור סנטה קתרינה, שהיה האחרון במסגרת הסכם הביניים וייצוב "קו אל-עריש - שארם א-שייח".
^אליעזר (צ'יטה) כהן, צבי לביא, השמים אינם הגבול סיפורו של חיל-האוויר הישראלי, ספרית מעריב, 1990, בתרשים הקרב בעמ' 455, סעיף 6:"מרדף אחר מיג 21 בגובה נמוך מעל הים"
