Israels myndigheter säger att de palestinska ungdomarna hade barrikaderat sig när polisen stormade moskén. Med fyrverkerier och vapen gick man in i al-Aqsa-moskén och flera besökare i moskén skadades, rapporterar den officiella palestinska nyhetsbyrån Wafa.
I efterskalvet hördes röster och protester från den palestinska befolkningen som fördömde våldet. Raketer avlossades kort därpå från Gazaremsan mot Israels samhällen - men ingen träffades av skotten.
Israel svarade då med att skicka flygräder mot Hamas, den islamistiska militärgruppen som ska ha legat bakom delar av raketavfyrningarna.
Konflikten skruvas upp extra av att de stora helgerna just nu pågår parallellt: Muslimska Ramadan, den kristna påsken och den judiska Pesach. Våldet påminner om det första skedet i det elva dagar långa kriget som startade för två år sedan - och som skördade hundratals offer.