美国一边推动联合国对伊拉克进行武器核查，一边大造伊拉克藏有违禁武器、萨达姆与恐怖组织有联系的舆论，一边在抓紧进行兵力部署，为军事打击伊拉克做好准备。
布什2001年1月就任美国总统以来，采取了一系列咄咄逼人的行动。他不顾世界多数国家的反对或质疑，加紧推行导弹防御计划，单方面退出《反弹道导弹条约》。“9·11”事件发生后，他不但绕过联合国，甚至撇开盟国，在没有向世界公布确凿证据的情况下，对阿富汗发动战争。布什提出，今后美国必须选择“先发制人＋防御性干预”战略才能确保美国及其盟国的安全。他的理由是：
“9·11”事件表明，对于没有国家和公民需要保护的若隐若现的恐怖主义组织，用传统的“毁灭性报复”去威慑它们根本不起作用；对于失去理性的“邪恶轴心”
“无赖国家”，一旦它们拥有大规模毁灭性武器，要遏制它们使用或扩散这些武器也是不可能的。如果坐等恐怖组织袭击后再作出反应，那就为时太晚。
2002年1月30日，美国总统布什在《国情咨文》讲话中，将伊朗、伊拉克和朝鲜等国称为“威胁世界和平的邪恶轴心”，称这些国家“通过寻求大规模杀伤性武器，构成日益严重的威胁”，“他们可能会向恐怖分子提供武器，使恐怖分子能够发泄仇恨”。此言一出，激起众多国家的强烈反应。
2002年5月，布什总统在德国发表演说时首次提出“先发制人”理论。6月1日，布什在西点军校首次阐述了这一理论。他声称冷战时的“威慑”和“遏制”
战略已经不适合“9·11”之后的形势，美国必须准备对“恐怖分子和暴君”实施“先发制人”的打击。6月14日，在共和党的一次筹款集会上，布什又将“先发制人”理论上升为“一个新主义”。随后，布什命令国家安全委员会将“先发制人”战略作为新安全政策的基石正式写进当年秋天发表的国家安全战略报告，这是他上台以来的第一个国家安全战略报告。美还计划联合西欧盟国等其他国家，对“实力弱小”、有可能被恐怖组织利用的小国采取“先发制人”的突然行动，避免它们像阿富汗那样成为恐怖分子活动的乐土。
在从理论上定位了可以打击哪些国家、依据什么理论打击这些国家后，接下来就是用什么作战理论来对这些国家实施军事打击。早在1999年4月，美国国防部在《防务计划指南》中首次提出了“快速决定性作战”概念，要求美军“开发新的联合作战理论和能力，以提高未来联合部队指挥官快速和决定性地实施特别有挑战性的重要作战任务（如胁迫敌人采取某些行动或剥夺敌人胁迫或攻击邻国）的能力”。1999年10月，美联合部队司令部推出《快速决定性作战》0.5版白皮书，正式提出了“快速决定性作战”概念。2001年5月，联合部队司令部根据《2020年联合构想》进行多次模拟、仿真和实验，颁布了《快速决定性作战》1.0版。同年8月9日联合部队司令部又为转型需要推出了《快速决定性作战》2.0版白皮书，至此，该理论的基本框架基本形成。
快速决定性作战构想的主要作战样式，在伊拉克战争中得到了较为充分的体现，美军仅用了短短的30天时间即实现了“打伊倒萨”的战争目标，使这一理论经受了实战检验，得到充分肯定。
2002年12月24日，美国国防部长拉姆斯菲尔德签署命令，美军开始向海湾地区部署兵力。到开战当天，美国及其盟国在不到3个月的时间里，共在伊拉克周边地区集结了近30万兵力，其中美军25万多人，英军4.5万人左右。
美军兵力主要部署在科威特、沙特阿拉伯、巴林、卡塔尔、阿联酋、阿曼、吉布提、约旦、以色列、塞浦路斯、希腊、匈牙利、土耳其、阿富汗以及地中海、波斯湾和阿拉伯海、印度洋。
科威特与伊拉克毗邻，成为美军进攻伊拉克的跳板。美国在这个弹丸小国屯兵近17万，包括第101空中突击师、第82空降师、装备有最先进重型武器的第3机械化步兵师、美军唯一的数字化师第4机械化步兵师一部和第1海军陆战队远征部队等。这些部队部署在贾贝尔空军基地、萨勒姆空军基地、多哈兵营、阿瑞坎兵营和卡保斯基地。
沙特阿拉伯境内共驻有美军约9000多人。主要部署在苏丹王子空军基地，在利雅得、埃斯坎维利奇和达兰空军基地也部署有美军。苏丹王子空军基地驻有美军中央总部空军司令部兼第9航空队司令部、西南亚联合特遣部队司令部、联合情报中心以及第363航空航天远征联队等部队，约4500人，装备各型作战飞机约100架，并配备指挥控制设施，主要任务是指挥南部守望行动。
2003年2月26日，美国与沙特就扩大美在沙领空行动的权限，包括一旦爆发对伊战争全面使用该基地问题，达成了协议。美军不仅可以使用苏丹王子空军基地的空中指挥与控制中心，还得到了在其机场上起降加油机、预警机和“联合星”战场雷达飞机的权利。利雅得、埃斯坎维利奇和达兰空军基地驻有美空军第9航空航天远征特遣部队、第320航空航天远征大队部分兵力、第4409空军基地大队等。此外，还驻有2个“爱国者”导弹连、1个“爱国者”特遣部队以及通信、运输等陆军单位。
巴林境内的美军大部分为海军，有少量空军，共约6000多人。美国中央总部海军司令部兼海军第5舰队司令部设在巴林，是美军在地中海、红海、波斯湾和阿拉伯海地区所有军舰的指挥中心。其中祖费尔(又称贾法勒)海军基地驻有美军中央总部海军司令部兼海军第5舰队司令部、中央总部陆战队分遣队、特种作战指挥与控制分遣队等单位，是美海军在中东地区的大本营。在穆哈拉克空军基地部署有美军的P-3和EP-3等飞机。此外，在谢赫伊萨空军基地也有少量兵力。
卡塔尔境内驻有约8000美军。其中乌代德空军基地是美第379航空航天远征联队的驻地，装备有F-15战斗机、KC-10加油机、KC-135加油机、E-8“联合星”以及EA-6B电子战飞机，是美军对伊实施空中打击的理想出发地。
萨勒西亚兵营是美军伊拉克战争的指挥总部，是美军在海湾地区最新修建的前沿基地和美军最大的陆军基地，或供陆军和空军使用。斯诺比兵营驻有美陆军装备司令部的西南亚前方司令部以及作战装备营。
阿联酋是美军舰的补给站，境内空军基地驻有美空军第380航空航天远征联队、第763和第4413空中加油机中队，负责西亚地区美军的空中加油，支援“南部守望”行动。萨姆瑞特空军基地驻有美空军第405航空航天远征联队。
此外，阿境内还驻有一个陆军旅。
阿曼的希伯国际机场驻有美空军第320航空航天远征联队。马西拉岛空军基地驻有美355空中远征大队，是美军空运中心和B1轰炸机前沿基地。穆斯奈空军基地驻有B1-B轰炸机10架，其他飞机46架。
土耳其的因吉尔利克空军基地驻有美国空军第39航空航天远征队，“北部守望”行动支援部队等，包括F-15、F-16、EA-6B和E-3A等各型战机约有60余架，是美军在伊拉克北部的作战装备和物资储备中心。安卡拉航空站驻有美空军第7217基地大队等单位，约500人，主要负责支援“北部守望”行动。迪亚巴克尔兵营驻有美陆军第4机械化步兵师约5000人。
希腊的索达湾海军基地驻有美空军的RC-135、美海军的EP-3侦察机和为飞机提供空中加油的KC-135加油机。该基地是美军在中东、巴尔干半岛和地中海地区的军事情报中心，负责搜集情报、监视伊拉克军队的调动和军事能力。
此外，吉布提驻有包括第5特种作战大队的约1600名反恐特种部队官兵，其中莫尼尔兵营驻有美军联合特遣部队以及“捕食者”无人驾驶飞机。阿富汗境内驻有包括第82空降师一部在内的1万美军；匈牙利境内驻有1500多名美国军事人员；约旦驻有美空军1000人，飞机27架；以色列驻有美第69防空炮旅下属的防空炮兵营和通信部队500人，装备“爱国者”防空导弹；塞浦路斯境内驻扎有3000多名美军。
在地中海，部署有“杜鲁门”号、“罗斯福”号航空母舰战斗群。在波斯湾部署着“星座”号、“林肯”号、“小鹰”号航空母舰战斗群，“尼米兹”号航空母舰战斗群则部署在阿拉伯海。在印度洋的迪戈加西亚基地，驻有美空军第40航空航天远征联队，主要装备有B-52、B-2以及KC-135R等飞机，并存储有陆军3个装甲营和3个机械化步兵营的所有装备。该基地综合设施完善，战略地位重要，不仅是美军在印度洋上的唯一军事基地，而且已成为美军在印度洋地区最重要的海、空作战基地和后勤补给基地。
在盟军方面，英国军队4.5万人，有海军各型舰艇30余艘，各型作战舰艇17艘，其中包括由6艘军舰护卫的“皇家方舟”号航空母舰战斗群。空军在科威特和沙特分别部署100多架“旋风”、“美洲豹”等战机。驻扎在科威特的地面部队约2.5万人，主要是英军第1装甲师和皇家海军第3陆战队突击旅。澳大利亚派出约2000余名军人，以及2艘驱逐舰、1艘两栖指挥船、4架“大黄蜂”战斗轰炸机、2架海军巡逻机和2架“波音707”空中加油机。此外，西班牙派驻1艘护卫舰，意大利派驻1艘驱逐舰。
伊拉克方面也被迫紧锣密鼓地进行备战。2003年1月6日，伊拉克总统萨达姆为纪念伊拉克建军82周年发表讲话，称伊将在与美国的对决中取得胜利。他同时还对联合国武器核查人员进行指责，认为他们盘问伊拉克科学家和询问伊军营地情况的行为“完全是情报活动”。战前，伊官方媒体不断报道伊拉克总统萨达姆召集高级将领会议，听取备战情况汇报。这似乎表明，伊拉克政府正在积极进行反击美军的准备，同时也向全世界显示，伊拉克人民绝不会向美国屈服。伊军高级将领会议的频频召开以及生活用品的大量发放使得浓浓的备战气息弥漫在伊拉克的空气中。
包括萨达姆的两个儿子库赛和乌代在内的伊军高级将领参加了萨达姆主持召开的伊军高级将领会议。库赛和乌代分别掌管着伊拉克共和国卫队、“萨达姆敢死队”等伊军精锐部队。他们表示“将在各地出击，打败‘邪恶敌人’”。