3月21日到27日，美英联军发起代号为“震慑”行动的大规模空袭，其根本目标正如美国国防部长拉姆斯菲尔德所称，是以强大的轰炸来向伊拉克人民表明，萨达姆及其政权必定完蛋。与此同时，他认为，萨达姆政权正逐渐失去对伊拉克的控制。
在“震慑”行动之前、“斩首”行动之后，美英联军就曾对巴格达进行了两轮空袭。空袭目标是政府机构和要人住所。在这两轮空袭中，政府大楼、副总理阿齐兹的办公室和萨达姆妻子的住所等建筑物被击中，伊拉克计划部大楼燃起了大火。
21日20时09分，联军开始实施“震慑”行动，对巴格达发起新一轮空袭。
这次行动由美国空军B-52和B-2远程战略轰炸机和战斗攻击机、位于地中海的“杜鲁门”号、位于红海的英国“皇家方舟”号、位于波斯湾的美国“星座”号、位于阿拉伯湾的“尼米兹”号海军各航母战斗群上的各型舰载机及直接发射巡航导弹的舰艇担任。主要目标是萨达姆官邸、政府领导机构、指挥中心、新闻部、国家电视台、卫星通信和其他通信设施及供电系统等。
美英空军出动了1000架次飞机，对伊拉克发动了猛烈袭击，这是自从战争爆发以来最大规模的一次袭击行动。一时间，近千枚巡航导弹和数千枚高威力炸弹如雨点般砸向伊拉克，巨大的爆炸声接连不断，首都巴格达也被浓重的火光、烟雾所笼罩。至此，联军代号为“震慑”的大规模空袭行动正式拉开序幕。
英国《泰晤士报》3月22日刊登的一篇分析文章指出，联军此举重在通过威慑力量使伊拉克军队不战而降，达到不费一兵一卒推翻萨达姆统治的目的，体现了《孙子兵法》的最高境界：不战而胜。
在第一轮袭击中，美英联军向巴格达及郊区发射了320枚“战斧”巡航导弹，多于海湾战争的发射总数。后据美国五角大楼官员透露，美英空军当天共出动1000架次飞机对伊拉克发动猛烈袭击，总共发射了1000枚巡航导弹。
美国官员透露，劝降受挫是美军发动“震慑”行动的主要原因，而且美英联军总司令弗兰克斯的战争决策也跟劝降谈判的进程直接挂钩。
在“震慑”行动开始前，美国一直与伊拉克的精英部队共和国卫队领导人进行“面对面”的劝降谈判，并用无线电话、电子邮件以及传单等方式加强和其他伊拉克将军的接触，劝说他们不要为萨达姆卖命。然而，尽管有一些伊拉克官兵投降，但按照美国的原来设想，伊拉克军队应该几乎全部不战而降，因此美国很不满意。美国觉得，也许需要给伊拉克人继续施加压力，迫使犹豫不决的人们坚决倒向美国方面。
五角大楼官员放出话，如果美国不能实现其劝降目标，他们就将发动“扼杀性”的空袭，他们已经做好在22日晚上之前投放1500多枚炸弹和导弹的准备。战争头几天美国军队的作战战略，可以用“胡萝卜加大棒”概括。不管使用“胡萝卜”软手段加以引诱，还是使用“大棒”加以威逼，美国军队都只有一个目的，即劝说伊拉克军队投降、抛弃萨达姆，最终实现不战而胜。
在战争的前两天，美军只向一些精心选择的巴格达目标发射了100多枚导弹。在这种象征性的打击，或者说美国“胡萝卜”政策没有取得很大的效果以后，美国觉得应该采取“大棒”政策，充分显示美国的军事力量，以震慑敌军。美国国防部长拉姆斯菲尔德也说，美国希望通过这种残酷而精确的打击，向伊拉克人发送出萨达姆政权濒临末日的明确信号。因此，美英联军21日发动了大规模的“震慑”行动，除了摧毁萨达姆的重要政治军事据点以外，主要任务当然是威慑敌军。这次军事行动的目的是造成最大的威慑效果，而将对伊拉克的破坏最小化。
美国军队战前就已经为威慑伊拉克军队做好了准备。首先，美国军队建立了良好的新闻报道系统，史无前例地接纳了700名随军记者实现全天候的跟踪报道，以便萨达姆为首的伊拉克政权对联军推进巴格达的情况了如指掌。其次，美国军队还部署了在海湾战争中立下赫赫战功、让伊拉克人闻风丧胆的高精尖武器，其中包括B-52轰炸机、B-2隐形轰炸机和“战斧”巡航导弹等，主要给伊拉克人施加心理压力。此外，五角大楼还发动了一场规模空前的“网络战争”，通过电子邮件和移动电话等通信方式和伊拉克军官和政府官员联络，试图动摇他们的战斗意志，唆使他们背叛萨达姆。
号称“美军21世纪作战新理念”的“震慑”理论是1991年海湾战争后由7名退役军官提出来的。1996年，他们提交了一份题为《“震慑”：迅速取得支配地位》的报告，同年五角大楼出版了哈兰·K.尤尔曼和詹姆斯·怀德的军事着作《震撼和威慑：迅速占据优势》，阐述了一种全新的军事战略：“彻底摧毁和挫败敌方的抵抗意志，迫使敌方别无选择，只有接受我们的战略意图和军事目的。”
他们指出，相对任何潜在的对手而言，美国军队在“军舰、坦克、飞机、武器，尤其是有能力的战斗人员”方面都占据优势。但未来战争不再强调摧毁敌人的兵力，而是要把重点转移到削弱敌人的战斗意志上来；实现作战意图的重要手段是美军具有震慑力的新技术武器特别是远程精确打击兵器；在新的作战行动中无需大规模投入兵力，只要少量精锐部队即可实现作战目的。这一理念很快引起了拉姆斯菲尔德的关注和欣赏，他于2001年成为美国的国防部长，也把这种观念带入了五角大楼。2002年《美国国防报告》十分清晰地反映了这一思想。该报告指出，未来战争将是以高技术为支撑的有限战争。高技术武器威力巨大，较少投入兵力，就能快速实现战略目的，战争形态将会呈现出小、灵、快、准的特点。
据说美军“震慑”理论是从《孙子兵法》中获得灵感的。其实，《孙子兵法》中也曾指出，“久则钝兵挫锐，攻城则力屈，久暴师则国用不足”，这正是美军后来处境的生动写照。
美军以“斩首行动”拉开了伊拉克战争的序幕，并声称要“在战争真正开始之前就结束这场战争”。然而，尽管美军使用了多种高新技术武器，美军的“震慑”行动没有迅速“震慑”住伊拉克军队，更没有使伊人民对美军表示“敬畏”。
“围剿”行动从4月9日凌晨开始，至4月15日24时主要行动结束。其主要任务是，在伊拉克全境围剿追杀包括萨达姆在内的55名被美军通缉的军政要人。美军要求联军“逮捕或者打死这些人”，清除当地隐藏起来的抵抗势力，搜寻大规模杀伤性武器。“围剿”行动的主要目的是彻底推翻萨达姆政权，重建伊拉克新政府。
4月9日凌晨，五角大楼官员在新闻发布会上说，美军已经在伊拉克全境取得制空权，伊拉克军队已经不能对美英联军的空袭行动构成威胁。伊军在巴格达的“有组织抵抗已经停止”。这天中午，巴格达市内持续两个小时的枪炮声逐渐减弱，萨达姆的官邸共和国宫也相对平静。下午，美国海军陆战队对巴格达东北部的萨达姆城进行了逐户搜查，控制了巴格达东部地区，但仍遇到狙击手袭击，劫掠者到处乱窜，联合国驻巴格达办事机构和伊拉克部分政府办公大楼遭到抢劫，大街上看不到警察的身影，巴格达的治安陷入混乱。美英联军对巴格达的打击重点也从军事、政权目标转移到与当地隐藏起来的抵抗势力展开白刃战。美军部队抵达巴格达城西的肯迪区。当晚，一批美军坦克和运兵车在没有遇到抵抗的情况下进入巴格达市中心，并到达底格里斯河东岸。美军坦克和运兵车从巴格达东南部向西部推进，坦克舱门敞开，运兵车上的部分士兵迅速跑向人行道，进入警戒状态。当天夜里，在美国海军陆战队的帮助下，萨达姆的巨大雕像在巴格达广场上被推倒。美军与伊拉克抵抗力量在巴格达城内各区交火，但强度逐渐减弱。美军占领了巴格达城西部一条高速公路，并开始对居民进行搜查，以收缴阿拉伯复兴社会党党员和“萨达姆敢死队”成员的武器。
看到上述情形，伊拉克驻联合国大使杜里承认，“游戏”已经结束，战争已经结束，现在伊拉克人民可以生活在和平之中。这是伊拉克官员第一次承认，美国以及盟国在对伊战争中取得了彻底胜利。
继9日美军与库尔德武装控制伊北部城市摩苏尔后，10日凌晨，大约12架美军战机再次袭击了伊拉克北部重镇基尔库克。美海军陆战队在战机掩护下突袭了巴格达东北部的萨达姆城，这是海军陆战队在巴格达城东的最后一个攻击目标。美海军陆战队从东、南、北3个方向向巴格达市中心集中。库尔德武装数百人在没有遭到任何抵抗的情况下进入位于巴格达东北部145公里，靠近伊朗边境的城市哈里尔。一些巴格达市民在美海军陆战队的眼皮底下对伊拉克高官的住宅进行大肆哄抢，其中包括萨达姆长子乌代的家，德国驻伊大使馆、法国驻伊文化中心也遭到哄抢。
10日下午，美特种部队控制了包括巴格达机场在内的5个重要机场，扩大了在伊北部城市摩苏尔的战果。美军还完全控制了伊南部的所有油田和伊拉克与叙利亚交界处的重镇加伊姆。美英联军建立的“走向自由”伊拉克电视频道开播，美国总统布什和英国首相布莱尔向伊拉克人民发表讲话，强调萨达姆政权正在崩溃，伊拉克人民将建立新的、自由、民主的伊拉克。巴格达依然混乱，巴格达的阿尔·金迪医院遭到一群武装分子洗劫，他们抢走了医院所有的东西，包括病床、电器以及医疗设备。其他医院也因为街头暴力和抢劫风潮而被迫关闭，这引起国际红十字会的忧虑。当晚，美特种部队和陆军进入石油重镇基尔库克。第101空中突击师的直升机抵达巴格达南部伊斯坎德里耶机场，准备参加在巴格达和伊北部地区的战斗。同时，由于巴格达市内偷盗、哄抢猖獗，美海军陆战队第7团受命立即采取措施，制止巴格达市内的哄抢行为。