Statlig TV meldte først at 54 personer var drept, men en time senere var tallet oppjustert til 200, ifølge nyhetsbyrået Reuters. Minst 125 personer er såret.
Angrepet fant sted under fredagsbønnen i en moské i al-Rawda, om lag 40 kilometer fra provinshovedstaden El-Arish. En bombe gikk av, og deretter åpnet væpnede opprørere ild mot forsamlingen før de forsvant fra stedet, skriver den private egyptiske avisen Al-Masry Al-Youm.
Moskeen er mye brukt av tilhengere av den islamske retningen sufisme, ifølge en lokal stammeleder. Sufiene blir ofte anklaget for kjetteri av ytterliggående islamister.
Blant ofrene for angrepet skal det også ha vært vernepliktige soldater som deltok i fredagsbønnen.
Øyenvitner forteller at angriperne hadde blokkert rømningsveiene ved å sprenge kjøretøyer, som så ble liggende og brenne og sperre veiene.
Ambulanser har fraktet døde og sårede til flere ulike sykehus i nærheten.
Egypts president Abdel Fattah al Sisi har innkalt til møte i regjeringens sikkerhetsutvalg, opplyser egyptisk TV. Presidentens kontor har også kunngjort en tre dager lang nasjonal sørgeperiode.
Regjeringen i Israel uttrykker medfølelse med egypterne og tar til orde for felles kamp mot terrorisme.
Foreløpig er det ikke kjent hvem som sto bak angrepet, men opprørere som sverger troskap til IS, har tidligere stått bak en rekke angrep med til sammen flere hundre drepte politifolk og soldater etter militærkuppet i Egypt i 2013.
Den internasjonale flyplassen i Kairo utvidet sikkerhetskontrollen etter angrepet, og soldater patruljerte i gangene og sjekket passasjerer.
Egyptiske opprørere har den siste tiden først og fremst angrepet politiet og militæret. Fredagens angrep er det som har krevd flest sivile dødsofre siden kuppet i 2013.
Tidligere i november ble åtte sivile og to soldater drept da opprørere med bånd til IS angrep en kolonne med sementlastebiler på Sinai-halvøya.
Disse angriperne skal ha tilhørt gruppen som tidligere het Ansar Beit al-Maqdis, men som nå kaller seg Sinaiprovinsen og har sverget troskap til den ytterliggående islamistgruppa IS.
Landets flyvåpen ødela torsdag en rekke kjøretøyer som angivelig skulle frakte våpen fra Libya til Egypt. Luftangrepet skjedde nær grensa mellom de to landene.
NTB-AFP-Ritzau
(©NTB)