Formellt har de bägge länderna legat i krig med varandra i årtionden. Sudan stred på grannlandet Egyptens sida mot Israel 1967 och stödde i många år hårdföra islamistiska grupper. Men nu begravs stridsyxan.
"Sudan och Israel har enats om att normalisera relationerna", heter det i ett uttalande som förutom av parterna även undertecknats av USA.
Det var också USA:s president Donald Trump som först avslöjade nyheten, omedelbart efter att han på fredagen tagit bort Sudan från listan över länder som USA anser sponsrar terrorism. Ett beslut som öppnar för amerikanskt bistånd och internationella investeringar och som varit hett eftertraktat av övergångsregeringen i Khartum.
Fjäder i Trumps hatt
Beskedet om fredsavtalet är en diplomatisk fjäder i hatten för Trump, som med en dryg vecka kvar till det amerikanska presidentvalet ligger efter utmanaren Joe Biden i opinionsmätningarna.
I mitten av september undertecknade Förenade arabemiraten och Bahrain ‒ inför tv-kamerorna i Washington ‒ liknande avtal med Israel och Trump spår att fler arabländer kommer att ansluta sig.
– Vi har minst fem till som vill vara med och vi kommer ha ännu fler än så väldigt snart, säger presidenten och tillägger:
– Vi förväntar oss att Saudiarabien kommer att vara ett av de länderna.
Den israeliske premiärministern Benjamin Netanyahu hyllar överenskommelsen.
– Det här förändrar verkligen regionen, säger han.
Palestinska fördömanden
Även från Egypten, som 1979 blev det första arablandet att upprätta fullständiga diplomatiska förbindelser med Israel, välkomnas beskedet.
"Jag värderar alla ansträngningar för att åstadkomma regional stabilitet och fred", skriver president Abd al-Fattah al-Sisi på Twitter.
Från Palestina, som blir alltmer isolerat när arabländernas enade front mot Israel nu bryts upp, enas i stället konkurrenterna PLO och Hamas i avståndstagande.
Den palestinske presidenten Mahmud Abbas kansli "fördömer" avtalet medan Hamas kallar Sudans beslut en "politisk synd".
Skadestånd för terrordåd
Trump hade presenterat sin plan på att slopa svartlistningen av Sudan i början av veckan. Strax därefter sände Israel en delegation till Khartum för att diskutera en normalisering av relationerna.
Enligt Washington har Sudan gått med på att betala 335 miljoner dollar, motsvarande närmare tre miljarder kronor, för att slippa svartlistningen.
Pengarna ska gå till överlevande från attackerna på USA:s ambassader i Kenya och Tanzania 1998. Terrordåden genomfördes av al-Qaida, som hade en fristad i Sudan under den dåvarande diktatorn Omar al-Bashir.