Övervakningsfilmen visade att den misstänkte tog ett vapen ur ryggsäcken och sköt.
Israeliska säkerhetsstyrkor har avfyrat en massiv jakt på skytten och spärrat av områden i staden.
Händelsen ägde rum i Dizengoff Street, en upptagen del av stadens centrum fylld med barer och kaféer.
Det var inte omedelbart klart vad som motiverade skottlossningen, som följer på en våg av palestinska attacker mot israeler under de senaste månaderna.
Polisens talesman Micky Rosenfeld sa till BBC: "Det är inte klart vad bakgrunden till incidenten är, om det är en terroristattack eller om det är kriminellt relaterad."
Fyra av de skadade hade drabbats av allvarliga skador, sade han.
Under täckmantel enheter och anti-terrorist enheter arbetade i olika områden i Tel Aviv, sade Rosenfeld, och tillade att ingen särskild varning för en attack hade mottagits.
Israeliska medier rapporterar att angriparen har identifierats som en israelisk arab från norra Israel.
I The Times of Israel rapporterades det, med hänvisning till polisens källor, att hans far hade erkänt sin son i säkerhetsfilmer och ringt polisen.
Medan den 1 januari inte är nyårsdag i den judiska staten, skulle fredag eftermiddag vara toppen av helgen och detta var ett partyområde i Tel Aviv.
Staden tenderar att vara något mer avlägsen från de politiska spänningar och våldshandlingar som drabbar andra delar av Israel och de ockuperade palestinska territorierna.
Det har spekulerats om att om baren var populär bland homosexuella, kan det ha varit ett hatbrott. Det är fortfarande möjligt att det fanns någon form av koppling till den organiserade brottsligheten.
Men tills gärningsmannen blir tillfångatagen är det inte klart vad motivet kan ha varit.
En talesman för den israeliska ambulansen Zaki Heller sa att folk i och utanför baren hade blivit slagna:
"Några av de skadade var inne på puben. Tre av dem låg medvetslösa och resten var på trottoaren, sade han.
Fotavtryck från en närliggande mataffär visar att revolvermannen - som verkar vara en ung man, bär skyddsglasögon eller solglasögon, och klädd i mörka kläder - väljer torkade frukter eller nötter.
Senare lämnar han tillbaka föremålen, tar fram ett automatgevär ur väskan, lämnar butiken och kan ses öppna eld nära dörren.
Man tror att han har stuckit till fots.
Efteråt kunde man se krossat glas på trottoaren utanför baren och ett närliggande café som också var målinriktat.
Osnat David, som äger ett närliggande hår, sade att hon och hennes kunder hade gömt sig medan skottlossningen ägde rum.
"Vi skakade", sa hon. "Vi var åtta stycken som gömde oss i förrådet."
Skottlossningen ägde rum runt 15:00 lokal tid (13:00 GMT) på fredag.
Från och med den 23 december hade minst 21 israeler dödats under det senaste våldet, varav de flesta knivhuggits och palestinska attacker skjutits ned.
Minst 131 palestinier har också dödats. Israel sade att mer än hälften var angripare. Andra har dödats i sammandrabbningar med israeliska styrkor.
Två personer har dött och sju andra har skadats efter att en revolverman öppnade eld med ett automatgevär i en bar i Tel Aviv, säger den israeliska polisen.