רק לאחר מלחמת ששת הימים החלה פריחתה האמיתית של רפאל. למרות הניצחון המזהיר התגלו פערים בצרכים המבצעיים, חיל האוויר עבר להשתמש במטוסים מתוצרת ארה”ב, וטילי אוויר- אוויר “שפריר -2 ” הפילו ביולי 1969 מטוסי אויב לראשונה. צה”ל דרש מרפאל להיענות בהקדם לצרכיו המבצעיים. ואכן, בתקופת מלחמת ההתשה פותחו מערכות נשק רבות כגון רקטות מוץ לחיל הים, שהביאו לניצחון מדהים בזירה הימית במלחמת יום-הכיפורים, מצררים כנגד סוללות קרקע-אוויר ועוד. במלחמת יום-הכיפורים פגעו טילי “שפריר- 2” ב- 102 מטוסי אויב. במלחמה זו זימנה רפאל לצה”ל פתרונות תוך כדי קרב ופיענחה את סוללת קרקע- אוויר SA-6.
גם במישור הניהולי חלו שינויים: קורסים לניהול, בקרת פרויקטים, משק סגור, פיתוח והקמה של תשתיות טכנולוגיות, וכמובן קליטה מסיבית והכשרה של כוח-אדם מעולה. במיוחד הגיע משרד הביטחון להכרה כי רפאל תהא אחראית לייצור המערכות שפותחו בה ולאספקתן לצה”ל. בשנות השבעים החלה רפאל בפעילויות לקידום הייצוא, והופיעה לראשונה בתערוכות בין-לאומיות.