Bijna vanaf het begin van de crisis begonnen Amerikaanse strijdkrachten plannen te formuleren om de gijzelaars terug te halen, en begin april 1980 zocht de Amerikaanse regering, nog steeds niet in staat om iemand te vinden om op een zinvolle manier mee te onderhandelen, naar een militaire optie. Ondanks de politieke onrust in Iran werden de gijzelaars nog steeds vastgehouden door hun oorspronkelijke gijzelnemers in het ambassadecomplex. Op 24 april landde een kleine Amerikaanse task force in de woestijn ten zuidoosten van Tehrān. Vanaf dat verzamelpunt zou een groep speciale operatiesoldaten per helikopter oprukken naar een tweede verzamelpunt, een snelle inval doen in het ambassadecomplex, en de gijzelaars overbrengen naar een landingsstrook die van tevoren zou worden beveiligd door een tweede team soldaten, die er rechtstreeks heen zouden vliegen van buiten Iran. De soldaten en gijzelaars zouden zich dan door de lucht terugtrekken. De operatie verliep echter van meet af aan problematisch. Twee van de acht helikopters die voor de operatie waren gestuurd, functioneerden niet voordat zij op de eerste verzamelplaats aankwamen, en een andere ging ter plaatse kapot. De Amerikaanse strijdkrachten konden hun missie niet voltooien en probeerden zich terug te trekken, waarbij een van de overgebleven helikopters in botsing kwam met een ondersteunend vliegtuig. Acht Amerikaanse militairen werden gedood en hun lichamen, die werden achtergelaten, werden later voor de Iraanse televisiecamera’s tentoongesteld. De regering Carter, vernederd door de mislukte missie en het verlies van mensenlevens, deed er alles aan om de lichamen terug te krijgen in de Verenigde Staten. Minister van Buitenlandse Zaken Cyrus Vance, die tegen de missie was, nam uit protest ontslag. Alle diplomatieke initiatieven in de gijzelingscrisis kwamen tot stilstand, en de gijzelaars werden, incommunicado, op nieuwe, verborgen plaatsen ondergebracht.
In mei 1980 hadden de Verenigde Staten hun naaste bondgenoten ervan overtuigd een economisch embargo tegen Iran in te stellen. Het embargo alleen was echter niet voldoende om de Iraanse vastberadenheid te verzwakken; ook de dood van de sjah op 27 juli brak het dilemma niet. Twee daaropvolgende gebeurtenissen maakten een oplossing van de crisis echter waarschijnlijker. Ten eerste installeerde Iran medio augustus eindelijk een nieuwe regering, en de regering Carter probeerde onmiddellijk diplomatieke toenadering te zoeken. Ten tweede viel Irak op 22 september Iran binnen. Hoewel de daaropvolgende oorlog tussen Iran en Irak (1980-88) de Iraanse ambtenaren op korte termijn afleidde van de onderhandelingen over de gijzelaars, bleef het embargo de Iraanse economie aantasten en het vermogen van het land om de Iraakse strijdkrachten af te weren. Ook toen de Iraanse premier Mohammad Ali Rajaʾi in oktober de Verenigde Naties bezocht, maakten talrijke wereldleiders hem duidelijk dat Iran geen steun in het Irak-conflict kon verwachten zolang het de Amerikaanse gijzelaars vasthield.
Als gevolg daarvan gingen Iraanse functionarissen met hernieuwde kracht onderhandelingen aan. Rajaʾi drong er echter op aan dat er geen rechtstreekse onderhandelingen zouden plaatsvinden, en Algerijnse diplomaten fungeerden gedurende de rest van het proces als tussenpersonen. De onderhandelingen werden eind 1980 en begin 1981 voortgezet, waarbij de Iraanse eisen voornamelijk betrekking hadden op de vrijgave van bevroren Iraanse tegoeden en de opheffing van het handelsembargo. Nadat een akkoord was bereikt, werden de gijzelaars op 20 januari 1981 vrijgelaten, enkele minuten na de inauguratie van de nieuwe president van de VS, Ronald Reagan.