Palestiniernas president Mahmud Abbas har lämnat in en ansökan till FN om formellt medlemskap.
På Västbanken jublande invånarna, trots att USA sagt att man kommer att lägga in veto.
Samtidigt kommer nya krav på fredsförhandlingar.
-Det här är sanningens ögonblick, vårt folk väntar på världens svar, sade Abbas inför FN:s generalförsamling, efter att ha överlämnat den officiella ansökan till FN:s generalsekreterare Ban Ki-Moon på fredagskvällen.
Han möttes av stående ovationer och jubel när han steg in för att hålla sitt tal. Abbas sade att en fredsuppgörelse om en tvåstatslösning hotas av utbyggandet av judiska bosättningar i ockuperade områden.
Israel "beklagade" omedelbart det palestinska beslutet att begära formellt medlemskap i FN. Premiärminister Benjamin Netanyahu sade att Israel vill ha fred, men att den freden inte kan uppnås genom en FN-resolution utan bara genom förhandlingar mellan inblandade parter.
Direkt efteråt kom den så kallade kvartetten - alltså USA, EU, Ryssland och FN - med ett uttalande där man uppmanar båda sidor att återuppta fredsförhandlingarna. Kvartetten lade fram en plan där den vill se förslag om territorie- och säkerhetsfrågor inom tre månader, väsentliga framsteg inom ett halvår och ett avtal under 2012.
Palestiniernas chefsförhandlare Saeb Erakat sade att Israelerna borde "ta chansen".
-Vi är redo att ta vårt ansvar i enlighet med färdplanen och internationell lag, men Israel måste ta sitt och sluta med bosättningar.
En anonym israelisk tjänsteman meddelade under natten att Israel studerar förslaget, men att man är redo för samtal. Det finns dock fortfarande många hinder kvar. Kvartetten säger till exempel ingenting om att Israel måste stoppa utbyggnaden av bosättningar på Västbanken, medan palestinierna har det som krav för att sätta sig vid förhandlingsbordet.
Den palestinska ansökan ska behandlas av FN:s säkerhetsråd på måndag. USA har sagt att man i egenskap av permanent medlem i rådet kommer att utnyttja möjligheten att lägga in veto mot ansökan.
Den senaste omgången fredsförhandlingar mellan Israel och palestinierna inleddes sommaren 2010. USA:s utrikesminister Hillary Clinton sade hoppfullt att målet var två självständiga stater inom ett år.
Efter bara en månad tog det tvärstopp när Israel inte ville förlänga ett tillfälligt byggstopp för nya bostäder på ockuperad mark.
Palestinierna vägrar förhandla så länge de judiska bosättningarna på palestinsk mark utvidgas. Nyligen har Israel givit klartecken för totalt 2 700 nya bostäder åt judiska bosättare.
I augusti kom beskedet att den palestinske presidenten Mahmud Abbas avser att lämna in en ansökan om palestinskt medlemskap i FN. (TT)
Den nutida dragkampen om Palestina bottnar i efterspelet till andra världskriget, då FN:s generalförsamling röstade för två stater i området: En judisk och en arabisk.
Den judiska ledningen sade då ja, vilket ledde till Israels bildande 1948, medan araberna svarade nej.
Men i de krig som utkämpats sedan dess har styrkeförhållandena drastiskt förändrats, så att det nu är palestinierna som söker världens erkännande.
Israel är sedan länge FN-medlem, även om landet fortfarande inte erkänns av delar av arab- och den muslimska världen. (TT)