I Tel Aviv ljöd sirener på tisdagskvällen och flygtrafiken från stadens flygplats ställdes in. Minst ett hus, i förorten Holon, har träffats av en raket, rapporterar nyhetsbyrån Reuters.
Hamas skriver i ett uttalande att raketattackerna är hämnd för ett flyganfall i Gaza som fick ett höghus att ras samman. Det finns inga rapporter om döda i den attacken, skriver AFP.
Våldet är en upptrappning av de oroligheter och sammandrabbningar som präglat Jerusalem sedan en tid.
Omkring 130 mål
Tidigare på tisdagen dödades två israeliska kvinnor i staden Ashkelon i södra Israel i raketbeskjutning från Gazaremsan. Parallellt har minst 26 palestinier dödats i israeliska flygräder mot mål i Gaza.
Enligt palestinska myndigheter var några av dödsoffren barn. Israeliska armén uppger dock att 15 stridande från Hamas och Islamiska jihad dödats i luftattackerna mot Gazaremsan.
– Vi har slagit till mot 130 militära mål som huvudsakligen tillhör Hamas, sade talespersonen Jonathan Conricus till medier tidigare på tisdagen, syftande på islamistgruppen som kontrollerar den avstängda Gazaremsan.
Conricus anklagar Hamas, som är terrorstämplat av bland andra EU, för att sprida en bild av att Israel bombar civila, något han avfärdar som osant.
De israeliska räderna inleddes sedan över 200 raketer – före attacken mot Tel Aviv – avfyrats från Gazaremsan mot Israel, uppger den israeliska armén.
Mer än 90 procent av de 200 raketerna kunde stoppas av robotförsvarssystemet "Iron Dome". Men en del nådde fram, och israeliska medier publicerade bilder från förstörda bostäder i kuststaden Ashkelon, som ligger bara någon mil norr om Gazagränsen. Minst sex personer ska ha skadats när ett lägenhetskomplex träffades.
Sammandrabbning vid al-Aqsa
Våldet mellan israeler och palestinier har eskalerat kraftigt de senaste dagarna.
En juridisk tvist mellan palestinier och israeler om mark i det ockuperade östra Jerusalem har utlöst sammandrabbningar mellan arabiska demonstranter och israelisk polis vid al-Aqsamoskén i Jerusalem – muslimernas tredje heligaste plats efter Mecka och Medina.
Det är detta Hamas anser sig ha rätt att utkräva hämnd för.
Rättad:I en tidigare version av texten fanns felaktiga tidsangivelser.