paraplyorganisasjon for den palestinske motstandsbevegelsen, stiftet i Øst-Jerusalem i mai 1964, etter et initiativ av Arabiske liga. Leder fra starten var Ahmad Shukairi, 1969–2004 Yasir Arafat, fra 2004 Mahmoud Abbas. Al-Fatah er den største av medlemsorganisasjonene i PLO.
Samtidig med etableringen av PLO ble også dens frigjøringshær, Palestine Liberation Army (PLA), opprettet. På det meste hadde PLO en militær styrke på ca. 23 000 geriljasoldater og ca. 10 000 soldater i PLA. Også flere sivile organisasjoner er med i PLO, bl.a. for arbeidere, studenter, kvinner, leger, jurister o.a. Under Arafats ledelse ble PLO en mer offensiv organisasjon og la stadig sterkere vekt på den væpnede frigjøringskampen. Hovedkvarteret var opprinnelig i Jordan, men etter en væpnet konflikt med det jordanske regimet i 1970–71 måtte PLO flytte sitt hovedkvarter til Beirut, og nye geriljaangrep mot Israel ble iverksatt fra Sør-Libanon. Etter den andre israelske invasjonen av Libanon, i 1982, ble PLO tvunget til å evakuere på ny, og hovedkvarteret ble flyttet til Tunis. I kjølvannet av dette kom det i 1983 i Libanon til kamper mellom fraksjoner av PLO, hvor opprørerne mot Arafats linje var støttet av Syria. I 1985 bombet Israel PLOs hovedkvarter i Tunisia, og 71 mennesker ble drept. Under et kommandoraid mot hovedkvarteret i 1988 ble PLO-lederen Khalil al-Wazir (Abu Jihad) drept.
I 1974 ble PLO på det arabiske toppmøtet i Rabat anerkjent som det palestinske folkets eneste rettmessige representant. Samme år talte Arafat for FNs hovedforsamling, og FN anerkjente også PLO som palestinernes representant. I 1976 fikk PLO fullt medlemskap i Arabiske liga. Under møtet til Det palestinske nasjonalrådet PNC (PLOs lovgivende forsamling og eksil-parlament) i 1988, vedtok dette å erklære en selvstendig palestinsk stat for opprettet. PNC velger medlemmene til PLOs sentralkomité.
Frem til midten av 1990-årene arbeidet PLO i all hovedsak i eksil, og organisasjonens maktbasis lå først og fremst i eksilmiljøene, ikke minst flyktningleirene i Midtøsten. Fra 1987 styrket PLO sin stilling under det folkelige opprøret (intifadaen) i de okkuperte områdene Gaza og Vestbredden. I 1988 anerkjente PLO Israels rett til å eksistere innenfor grensene fra før seksdagerskrigen i 1967, og avskrev deretter all bruk av terrorhandlinger. Dette førte til diplomatisk fremgang for PLO, men mye av denne gikk tapt da PLO støttet Irak etter invasjonen av Kuwait 1990. PLO tapte også økonomisk støtte, særlig fra Golf-statene. Noe av årsaken til PLOs standpunkt var at Irak knyttet en evt. tilbaketrekning fra Kuwait til en tilsvarende israelsk tilbaketrekning fra de okkuperte palestinske områdene. Arafat beklaget senere å ha tatt stilling for Irak.
Etter Golfkrigen kom det i gang en flernasjonal forhandlingsprosess i Madrid. PLO ble nektet å delta her, men uavhengige palestinere – med nær tilknytning til PLO – deltok i den jordanske delegasjonen. PLO gikk i stedet inn i hemmelige forhandlinger med Israel i Norge, den såkalte Oslo-kanalen. Disse førte til at det den 13. september 1993 ble undertegnet en prinsippavtale mellom Israel og PLO, som innebar gjensidig anerkjennelse og utgangspunkt for et begrenset palestinsk selvstyre i Gaza og deler av Vestbredden. 17. mai 1994 overtok PLO formelt kontrollen av den israelske administrasjonen i disse områdene, og 1. juli 1994 kom Arafat til Gaza, for gjennom det nye organet Palestine National Authority (PNA) i praksis å overta styringen av Gaza og Jeriko.
PLOs største medlemsorganisasjon, al-Fatah, fikk rent flertall i det nye palestinske selvstyrerådet som ble valgt i januar 1996. Samtidig ble Arafat valgt til dets president. Det var likevel betydelig motstand mot Oslo-avtalen og fredsprosessen i PLO. Alle de toneangivende PLO-medlemsorganisasjonene unntatt al-Fatah, deriblant de sterke grupperingene PFLP og DFLP, tok standpunkt mot Oslo-avtalen og den påfølgende Kairo-avtalen. Fra midten av 1990-årene ble PLO-ledelsen møtt med tiltagende kritikk fordi prosessen gikk sent, og fordi den – i manges øyne – ble trenert av den nye israelske regjeringen. Særlig har den islamske organisasjonen Hamas utfordret PLO, og Hamas vant valget på nytt parlament i 2006.