Uttalelsen fra USAs utenriksdepartement kommer etter samtaler mellom Israel, Libanon og USA.
Utsendinger fra disse landene har møttes i Washington D.C.
Det er Hizbollah-militsen som kjemper mot Israel, ikke libanesiske myndigheter.
Kravet til våpenhvilen er at militsen slutter å angripe. Hizbollah har ikke deltatt i samtalene.
– Våpenhvilen er betinget av et fullstendig opphør av Hizbollahs kamphandlinger og at alle Hizbollah-medlemmer trekker seg ut av Sør-Litani-området, heter det i uttalelsen.
Partene vil opprette «pilotsoner». Det skal den libanesiske hæren ta kontroll, og grupper som Hizbollah holdes unna.
Målet er at dette skal føre til en varig fredsavtale, ifølge uttalelsen.
Libanon forplikter seg også til å styrke eget militære. Med amerikansk støtte skal det gi den libanesiske hæren kontroll over hele landet.
Partene skal møtes til nye samtaler 22. juni.
Likevel sier Israels forsvarsminister, Israel Katz, at de vil fortsette med bakkeoperasjoner i Sør-Libanon.
– Libanesiske innbyggere som har blitt tvunget fra sine hjem av Israel, vil ikke kunne returnere, sier han ifølge Reuters.
Bare timer etter signeringen melder det meldinger om israelske angrep fra det statlige libanesiske nyhetsbyrået NNA. Det er foreløpig ikke bekreftet av israelske myndigheter.
FN melder også at en av deres soldater er drept etter angrep i Sør-Libanon. To andre skal være skadet.
Alvorlig feil
Israels sikkerhetsminister, Itamar Ben-Gvir, gikk hardt ut mot våpenhvilen på X.
– Våpenhvilen med Libanon er en alvorlig feil, og rådgivernes ønsketenkning drar statsministeren inn i feilaktige beslutninger, skriver han i innlegge.
«Desperat situasjon»
– Hizbollah opererer ganske uavhengig av den libanesiske staten, så det er veldig vanskelig å si om det egentlig vil føre til mer ro, forteller Midtøsten ekspert Jacob Høiligt.
– Israel sier at de vil slutte å angripe hvis Hizbollah slutter sine angrep, men her er det jo to parter som begge angriper, og det er Israel som har invadert Libanon.
– Hvis det ikke er Libanon som angriper Israel, hvorfor inngår de to landene en våpenhvile?
– Den libanesiske regjeringen ønsker jo at Israel skal slutte å bombe og ødelegge landsbyer i Sør-Libanon og lenger nord. De vil at Israel skal slutte å angripe og trekke seg ut, men de har ikke så mye å stille opp med. De kan heller ikke instruere Hizbollah om å avslutte angrepene sine
Han forteller at det er én million libanesere er fordrevet internt i landet på grunn av konflikten.
– Og de er i en ganske desperat situasjon.
Kamphandlinger på bakken
Israel intensiverte i helgen angrepene mot Libanon, og rykket fram i landet.
Blant annet okkuperte de Beaufort-festningen, en strategisk høyde med utsikt over store deler av Sør-Libanon.
16. april i år ble landene enige om en tidagers våpenhvile. Siden den gang er 800 mennesker i Libanon drept etter israelske angrep.
Hizbollah på sin side har skutt raketter mot Israel og angrepet landets soldater, ifølge The Guardian.
Flere drept på Gaza
Samtidig er minst åtte mennesker drept i israelske luftangrep på Gaza, ifølge det palestinske sivilforsvaret.
Sju personer ble drept i et bolighus i Gaza by, mens én ble drept i en flyktningleir vest for byen, sier en talsperson til nyhetsbyrået AFP.
Angrepet skal ha skjedd i grålysningen torsdag.
Også kanalen Al Jazeera melder om et israelsk angrep på Gaza by.