De to rivaliserende lande har forgæves forsøgt at få en aftale i stand om pilgrimme efter et panikløb i Mekka.
En iransk delegation har forladt Saudi-Arabien uden at få en aftale i stand om, at iranere kan deltage i den årlige pilgrimsrejse, hajj, til Mekka, skriver det officielle saudiarabiske nyhedsbureau.
Det er anden gang, at de to rivaliserende lande forgæves har forsøgt at få en aftale i stand om pilgrimmene efter et panikløb i den hellige by.
Forholdet mellem de to lande blev alvorligt forværret, da hundredvis af iranere blev dræbt under panikløbet sidste år. Over 2000 mennesker blev trampet og mast ihjel ved tragedien uden for Mekka under årets pilgrimsfærd i slutningen af september.
Saudi-Arabien har opgivet antallet af dræbte til omkring 700 og har været sen til at informere og reagere på tragedien. Ulykken var den dødeligste i den muslimske pilgrimshistorie.
Myndighederne i Saudi-Arabien har fortsat ikke oplyst, hvor mange af landets egne borgere, der mistede livet.
Et meget stort antal af de omkomne og kvæstede var iranere. Ifølge Iran blev mindst 464 iranske statsborgere dræbt under panikløbet, men der hersker tvivl om tallene.
Relationerne mellem de to lande blev endnu dårligere, da saudiaraberne afbrød de diplomatiske forbindelser, efter at dets ambassade i Teheran i januar blev stormet af demonstranter. De var oprørte over, at Saudi-Arabien havde henrettet en kendt shiamuslimsk prædikant.
Det konservative sunnimuslimske monarki i Saudi-Arabien og den shiamuslimske republik i Iran støtter også hver sin side i konflikten i Syrien og i andre regionale konflikter.
- Saudiaraberne svigter deres forpligtelse. De bør vide, at den mindste mangel på respekt for titusinder af iranske pilgrimme i Mekka og Medina - ved ikke at opfylde forpligtelsen til at hjemsende de hellige ofre - vil medføre en hård og voldsom reaktion fra Iran.
Sådan hed det i tidligere advarsler fra Irans øverste leder, ayatollah Ali Khamenei.
Pilgrimsfærdens destination er Masjid al-Haram-moskéen i Mekka, som huser Kabaen - en sort terningeformet helligdom af granit fra de omkringliggende bjerge.
Kort før panikken brød ud, havde det lokale civilforsvar advaret om, at der var problemer med for megen trængsel.
Talsmanden for indenrigsministeriet, general Mansur al-Turki, har påpeget, at sommerheden med 46 graders varme og udmattelse hos mange af pilgrimmene var en del af baggrunden for, at der udbrød panik.