הבוקר הכריז ראש הממשלה בנימין נתניהו על כוונתו למנות את מפקד חיל הים לשעבר, האלוף במילואים אלי שרביט, לראש השב"כ. המינוי, שמגיע לאחר משבר ה-7 באוקטובר וסאגת פרישתו של רונן בר, הוא אירוע נדיר אך לא חסר תקדים – התרחיש שבו מפקד חיל הים הופך לראש הארגון קרה פעם אחת בלבד בעבר, לאחר רצח רבין.
עמי אילון מונה לראש שירות הביטחון הכללי התשיעי ב-13 בפברואר 1996, בתקופה שבה מדינת ישראל התמודדה עם טראומה לאומית עמוקה: רצח ראש הממשלה יצחק רבין. המינוי הגיע לאחר התפטרותו של כרמי גילון, ראש השב"כ דאז, שנטל אחריות על כשל האבטחה שאפשר ליגאל עמיר להגיע אל רבין בעצרת בכיכר מלכי ישראל. ראש הממשלה שמעון פרס העדיף להביא מועמד חיצוני, במטרה להביא רוח חדשה לארגון שספג ביקורת ציבורית חריפה וירידה באמון הציבור. זה היה צעד חסר תקדים – כל שמונת ראשי השב"כ עד אז צמחו בתוך הארגון.
עמי אילון נולד בשנת 1945, וכשהיה בן 18 התגייס לשייטת 13. בשנת 1969 השתתף אילון בפשיטה על האי גרין, נפצע קשה ועל חלקו בפשיטה הוא זכה בעיטור הגבורה – אחד מ-40 חיילים בלבד בתולדות צה"ל שזכו לכבוד. ב-1979 מונה למפקד שייטת 13, וזכה לצל"ש הרמטכ"ל על ביצוע 22 פעולות קומנדו ברצף, ללא נפגעים. בשנת 1992 מונה למפקד חיל הים, והועלה לדרגת אלוף. בשנת 1995 סיים את תפקידו ופרש מצה"ל.
זמן לא רב לאחר מכן, כאמור, נקרא אל הדגל בידי ראש הממשלה פרס. כבר כניסתו לתפקיד לוותה בשינוי: הוא היה ראש השב"כ הראשון שזהותו הותרה לפרסום בתקשורת. זאת לאחר שבכלי התקשורת דווח על התפטרותו של כ' (כרמי גילון), ועל כך שהאלוף עמי אילון הוא המועמד הבולט של ראש הממשלה לתפקיד – אך מרגע שאילון השיב תשובה חיובית, דרשה הצנזורה לא לציין את שמו אלא להגדיר אותו כ"אישיות ביטחונית בכירה". לאחר מאבק תקשורתי, ולאחר שבתקשורת הזרה פורסם שמו של גילון, אישרה הצנזורה לפרסם את שמו ותמונתו של ראש השב"כ, נוהל שמתקיים עד היום.

כהונתו של אילון, שנמשכה עד מאי 2000, התאפיינה בניסיון לשקם את השב"כ תוך התמודדות עם הטרור שהתגבר לאחר הסכמי אוסלו. בתקופה זו התמודדה ישראל עם גל פיגועי התאבדות קטלניים שביצעו חמאס והג'יהאד האסלאמי. במהלך כהונתו של אילון השב"כ עבר מהפכה ארגונית וטכנולוגית, שהפכה אותו בהדרגה לאמצעי הסיכול המוביל של הטרור הפלסטיני, ורף הפיגועים ירד באופן ניכר. ראש הממשלה שמעון פרס גם החליט על הקמת המטה ללוחמה בטרור, ובראשו הועמד אילון במקביל לתפקידו כראש השב"כ.
בשנת תשפ"א (2021), בריאיון לכתב העת מבט מל"מ, של המרכז למורשת המודיעין, סיפר אילון שלאחר סדרת פיגועים חוזרת ביקש שייקחו אותו לארכיון הארגון, כדי לנסות לפענח את המידע ולסכל את הפיגועים הבאים. "זה היה השלב שבו שמעתי את גיחוכי החוקרים הוותיקים. הבנתי את הגיחוך כאשר לקחו אותי לארכיון… ארכיון השירות היה 'אוצר היסטורי', המכיל אין סוף מידע על אנשים ופעילויות, ויכול לשמש חוקרים להבנת מקורות הטרור וההיסטוריה האלימה של הסכסוך – אך לחלוטין חסר משמעות לפעילות הסיכול האופרטיבית, בוודאי שבזמן אמת. לא הייתה לנו דרך לשלב את הידע העצום, שהצטבר בארגון, בתהליך קבלת ההחלטות בזמן אמת. מהפכת המידע של סוף המאה העשרים פסחה על שירות הביטחון. העולם הדיגיטלי היה כאילו עולם מקביל ושירות הביטחון היה עדיין בעידן הקודם". אילון הוביל מהפכת מידע בארגון, הכניס תרבות של תחקירים, והוביל שינויים מבניים בארגון, בפרט ביחידה לאבטחת אישים.
נושא נוסף שבו עסק אילון הוא ניסוח קוד אתי, ושינוי תרבותי של הארגון. באותו ריאיון סיפר על תרבות שבה אנשי השב"כ הניחו שהכול מותר להם: "כשבחנו בקבוצות הדיון כיצד קרה שחוקרי שב"כ שיקרו במהלך עדות בשבועה במשפטי זוטא, כשהם נדרשים להשיב על השאלה האם הפעילו אלימות במהלך חקירה, לאחר שיחות עם עורכי־דין ואנשי פרקליטות באותה תקופה – הבנו שבשנות השמונים, במאבק מול גלי הטרור, חונכו אנשי השירות לפעול על פי ההנחה שבשם הביטחון מותר לעבור על החוק. על פי הבנתם, ההכשר נבע מ'כולם ידעו'! ראשי ממשלה, שרי קבינט, יושבי ראש של ועדות הכנסת הרלוונטיות ואפילו עורכי־דין ואנשי פרקליטות המדינה".
במאי 2000, לאחר כמעט ארבע שנים בתפקיד תחת שלושה ראשי ממשלה: פרס, נתניהו וברק, סיים אילון את כהונתו והוחלף על ידי סגנו אבי דיכטר – שצמח בשב"כ, כמו גם ארבעת ראשי השב"כ שבאו אחריו. לאחר פרישתו, המשיך אילון להשפיע על השיח הציבורי כפעיל שמאל וכחבר כנסת מטעם מפלגת העבודה.