Le Premier ministre israélien, Benjamin Netanyahu, a regretté "un accident tragique", tandis que son gouvernement a indiqué examiner les faits concernant cette frappe qu'il a qualifiée de "grave".
De son côté, l'armée israélienne a dit enquêter sur la mort de victimes civiles. La veille, elle avait affirmé avoir ciblé à l'aide de "munitions précises", deux hauts responsables du Hamas, "des cibles légitimes" selon elle.
L'ONU a "condamné les frappes israéliennes" et demandé une enquête "complète et transparente".
Le Haut-Commissaire aux droits de l'homme de l'ONU, Volker Türk, a évoqué des "images horribles" dans la ville surpeuplée de Rafah, où Israël a lancé des opérations au sol le 7 mai malgré les mises en garde internationales sur le sort des civils.
"Bouleversée", Washington a appelé son allié israélien à "prendre toutes les précautions pour protéger les civils".
La Défense civile palestinienne a fait état de nombreux corps "carbonisés" dans un incendie qui a ravagé le camp de déplacés de Barkasat, géré par l'agence de l'ONU pour les réfugiés palestiniens (Unrwa), dans le nord-ouest de Rafah.
Mohammed al-Mughayyir, un responsable de la Défense civile dans la bande de Gaza, décrit un "massacre": "nous avons vu des corps carbonisés, démembrés (...) des cas d'amputations, des enfants blessés, des femmes et des personnes âgées".
Des images du Croissant-Rouge palestinien, selon lequel le lieu visé par la frappe avait été désigné par Israël "comme une zone humanitaire", montrent des scènes de chaos, des ambulances toutes sirènes hurlantes et des secouristes en pleine nuit sur un site en feu, évacuant les blessés parmi lesquels des enfants.
Le Comité international de la Croix-Rouge (CICR) a dit avoir reçu dans un de ses hôpitaux de campagne un "afflux de blessés ayant subi des brûlures".
De son côté, l'ONG Médecins sans frontières a indiqué que la plupart des patients qu'elle a soignés "présentaient des blessures traumatiques, notamment dus aux éclats d'obus, des fractures et des brûlures".
"Le massacre (...) a fait 45 morts" et "249 blessés", selon le ministère de la Santé du Hamas.
Des images de l'AFP au petit matin montrent les restes carbonisés de tentes de fortune et de véhicules.
"Les gens n'ont été ni blessés ni tués: ils ont brûlé", se lamente Mohammad Hamad, 24 ans.
"La fille de mon cousin, une enfant de 13 ans tout au plus, faisait partie des +martyrs+. Ses traits étaient méconnaissables car les éclats d'obus lui ont arraché le visage", témoigne-t-il.
"Les images de la nuit dernière témoignent de la transformation de Rafah en enfer sur terre", a déclaré Philippe Lazzarini, chef de l'Unrwa, affirmant que certains employés de l'agence étaient portés disparus.
La frappe est intervenue quelques heures après des tirs de roquettes sur Tel-Aviv depuis Rafah, revendiqués par le Hamas.
Le mouvement islamiste, considéré comme une organisation terroriste par les Etats-Unis et l'Union européenne notamment, a dénoncé un "massacre horrible". En Cisjordanie occupée, l'Autorité palestinienne a accusé Israël d'avoir "délibérément visé" le camp de Rafah.
De son côté, le président français Emmanuel Macron s'est dit "indigné", et son homologue turc, Recep Tayyip Erdogan, a promis que son pays ferait "tout son possible" pour que les autorités israéliennes "barbares rendent des comptes".
Le chef de la diplomatie de l'UE, Josep Borrell s'est dit "horrifié", tandis que la Jordanie a estimé que la frappe israélienne à Rafah "défie les décisions de la Cour internationale de justice (CIJ).
L'Union africaine a dénoncé pour sa part un "mépris" pour l'arrêt de la CIJ, la plus haute juridiction de l'ONU, qui avait ordonné vendredi à Israël de suspendre ses opérations à Rafah, qui ont poussé en près de trois semaines quelque 800.000 à la fuite, selon l'ONU.
Médiateur clé avec le Qatar et les Etats-Unis dans les efforts diplomatiques pour parvenir à un cessez-le-feu, l'Egypte a condamné un "bombardement délibéré des forces israéliennes sur des tentes de déplacés".
Le Qatar a prévenu que les frappes israéliennes à Rafah pourraient "compliquer les efforts de médiation", appelant "à agir de toute urgence pour empêcher un génocide".
L'Arabie saoudite a également condamné "la poursuite des massacres" et le Koweït a dénoncé des "crimes de guerre flagrants".
La guerre a été déclenchée par une attaque menée le 7 octobre sur le sol israélien par des commandos du Hamas infiltrés depuis la bande de Gaza, entraînant la mort de plus de 1.170 personnes, majoritairement des civils, selon un décompte de l'AFP réalisé à partir de données officielles israéliennes.
Ce jour-là, 252 personnes ont été emmenées comme otages dans le territoire palestinien, dont 121 sont toujours retenus à Gaza, incluant 37 qui sont morts, selon l'armée.
Les représailles d'Israël, qui dit vouloir anéantir le Hamas, ont fait au moins 36.050 morts dans la bande de Gaza, essentiellement des civils, selon le ministère de la Santé de l'administration Hamas dans le territoire palestinien.
Lundi, le directeur par intérim de l'Hôpital Koweïtien à Rafah, Suhaib al-Hams, a indiqué que l'établissement était désormais hors service et en cours d'évacuation après que des tirs d'artillerie israéliens ont touché l'entrée de l'hôpital et "tué deux soignants".
La pression monte sur Israël et l'ONU prévient d'une famine imminente dans la bande de Gaza assiégée, où la plupart des hôpitaux ne fonctionnent plus.
"Je n'abandonne pas et je n'abandonnerai pas! Je résiste aux pressions nationales et internationales", a lancé lundi le Premier ministre israélien devant des familles d'otages.
Mardi, l'Espagne, la Norvège et l'Irlande vont reconnaître l'Etat de Palestine, une annonce faite la semaine dernière et qui avait suscité la colère d'Israël.
