伊拉克战争是海湾战争的继续，可以说是海湾战争的第二阶段。所以也有人把伊拉克战争称作第二次海湾战争。但在伊拉克战争中，美军作战代号是“斩首”，即以空中行动打击伊拉克首脑机关、打乱伊军部署。美军对伊作战的空中行动并不猛烈，只是配合地面部队的进攻，主要军事行动仍然依赖于大规模地面进攻，以至伊拉克战争更像是第二次世界大战时期隆美尔与蒙哥马利的装甲部队在北非沙漠拉锯战的重演，只不过是空中支援行动效果要好一些而已。这有点像回归传统战争。美军之所以在伊拉克战争中回归传统，依赖地面行动，是因为美军在伊拉克战争中追求的政治目标比科索沃战争和阿富汗战争要复杂得多。美军必须占领、重建伊拉克。而占领、重建伊拉克又服从一个更大的目标：反恐、改造中东、改造伊斯兰。所以美国在军事战略上不能不回归传统。“大炮不能上刺刀”，同样，高科技军事装备以及海空行动也不能代替军事占领。这说明第五代战争、高技术装备并不能改变战争的政治内容，也不能从此就否定一切传统的战略原则。
公元2003年3月20日上午11时15分，美国总统布什在白宫发表讲话，向全世界正式宣布“解除伊拉克大规模杀伤性武器的第一阶段战斗已经打响”，他并宣布美军已向伊拉克一些“具有军事意义”的目标发起进攻。在布什讲话之际，美英联军已发动了代号为“斩首”行动的对伊导弹袭击，其导弹和战机已飞抵伊拉克空域。13时30分，伊拉克总统萨达姆发表电视讲话，谴责美国对伊动武，称保卫伊拉克是每个伊拉克公民的“责任”。美国酝酿近一年的对伊战争打响了。
美国发动对伊战争，既有一些经不起推敲的堂而皇之的理由，也有一些不能公开的深谋远虑。根据布什总统3月20日发表的开战文告，美国进攻伊拉克的直接目标是要“解除伊拉克的大规模杀伤性武器”，但美国并没有掌握伊开发、拥有大规模杀伤性武器的可信证据。战后，美国在伊全境掘地三尺，也未找到伊开发、拥有大规模杀伤性武器的痕迹。这说明美国打伊的第一个理由和目标纯属子虚乌有。
美国打伊的第二个理由是伊拉克萨达姆政权支持恐怖主义，与“基地”组织相勾结，阴谋对美国与西方进行恐怖袭击。所以美国打伊的第二个目标是为了反恐。但美国也没有证据证明萨达姆政权与“基地”组织和本·拉登有勾连。所以，美打伊的第二个理由和目标也同样子虚乌有。
既不是为了“解除伊拉克大规模杀伤性武器”，又不是真的为了反恐，那么，美国为何不顾联合国及俄、德、法、中等大国以及世界大多数国家的反对，执意发动对伊战争？分析家剖析说，美国发动伊拉克战争最少有四重原因、追求四重目标。
首先，是子报父仇。美国总统小布什的父亲老布什在海湾战争时期任美国总统，领导美国进行了海湾战争。但那次美军占领科威特后，未乘势进兵伊拉克，推翻萨达姆政权。此后10年，伊拉克继续与美国进行了不屈不挠的斗争。老布什常为此扼腕叹惜。小布什入主白宫后，立意替乃父出一口恶气，完成老父的未竟之业。
第二，是为了实现改造中东、改造伊斯兰的政治计划。美认为“9·11”事件中美国遭袭击的根源是伊斯兰世界、尤其是中东国家穆斯林仇美反美，深层原因是这些国家政治、经济落后，未按“美国模式”建立政治、经济体制，因而要以伊拉克为突破口，先占领、改造伊拉克，再推而广之，改造整个中东和伊斯兰世界。
第三，是为了控制中东的石油。中东石油占世界石油总储量的60%。控制了中东石油就控制了世界命脉。
最后，在地缘政治方面，美国谋求通过战争控制伊拉克，实现对中东的全面控制，从而加强美国在欧亚大陆“软腹部”的地缘战略地位。
为了进行伊拉克战争。美国进行了精心准备。政治上，美国为获得“打伊倒萨”的合法理由，散布假情报、假证据，宣称伊拉克萨达姆政权拥有生、化武器，具有在2-3年内、甚至几个月内获得核武器的能力。还称伊实行独裁统治，与“基地”组织有牵连。外交上，美国再三再四地努力，仍未能得到联合国及俄、德、法、中等大国认可其对伊动武。但是，美获得了包括英国、东欧国家在内的约45个国家的支持。军事上，美国不断向中东调兵遣将。到开战前10天，美国已在伊拉克周边的战区范围内集结了22万大军、数十艘大型战舰以及数百架高性能作战飞机。
伊拉克战争是在美英联军占压倒优势的不对称力量对比中展开的，是一场“猛虎对病猫”的战争。美英联军方面，直接参战部队除美军外，还包括4.5万名英军以及澳大利亚、波兰等国的分遣队。英军还派出了17艘战舰、约100架飞机参战。参加对伊战争的美英联军近30万人，拥有6艘航空母舰以及大批其他舰艇和数百架飞机。不仅如此，因经历过科索沃战争和阿富汗战争，美军对高技术战争更加娴熟，武器装备的性能也更先进。
伊拉克方面，先是经历过两伊战争消耗，而后是经受海湾战争打击，再以后又遭到美英联军持续10年之久的封锁、制裁和空中打击，早已如同一个久病之人，虚弱而不堪一击。表面上，伊拉克现役部队尚有42万人，其中陆军35万人，编为24个师另13个旅，装备有2200辆坦克、4200辆装甲车以及2000余门大炮、600架直升飞机和一定数量的中短程导弹；空军拥有600架各型飞机、5000门高射炮以及若干防空导弹；海军拥有中、小型战舰20余艘。但伊大部分装备已过时，而且因长期受制裁，得不到有效维修、保养和零部件补充，出勤能力极低。此外，伊还有65万预备役部队和4万多准军事人员，但都是报表上的兵，战斗力不强。尤其重要的是，因面临美英重兵压境、孤立无援、没有胜利的指望，伊军官兵普遍士气低落。
美英联军对伊拉克的进攻照例是先从空中行动开始的。美英军“斩首”行动的目标就是攻击伊指挥控制中心和通讯、防空系统、追踪轰炸萨达姆等伊领导人。为此，美英首先对伊境主要目标进行了精确打击。在战争第一天，从波斯湾美国战舰上发射的“战斧式”巡航导弹就对伊拉克首都巴格达进行了三轮打击。
然而，让军事分析家大跌眼镜的是，美英联军对伊空中行动在初期并不像普遍预期的那样猛烈和声势浩大。在第一天对巴格达的三轮空中打击行动中，美英联军只对巴格达发射了72枚巡航导弹！在未对伊军事力量和防线进行饱和轰炸的情况下，美军第三步兵师几乎与空中行动同步，潮水般越过科威特与伊拉克边境，沿伊南部的沙漠公路，自南而北，朝伊腹地快速推进。伊军为维持战力，事先将主力回撤至幼发拉底河以北的伊中部腹地，在科伊边境只留少量部队，作象征性抵抗。美英联军地面部队一路势如破竹，如入无人之境，装甲部队一天甚至进军上百公里。到3月24日，联军已跨过幼发拉底河，进抵距巴格达仅80公里处布阵；联军另一路部队向巴士拉推进，也进展很快。
但在此时，美英联军地面部队进攻受阻，前进速度骤然降低。伊军虽然必败无疑，但其部署符合基本的战术原则。沙漠战的基本规律是：敌对双方在进行争夺战时，一方离自己的后方基地越远，其战斗力就越弱；反之则越强。在伊科边境，美英联军靠近科威特基地，战斗力最强，而伊军则相反。伊军因而虚守科伊边境，将主力撤回沙漠公路西端靠近巴格达的幼发拉底河一线。美英联军沿沙漠公路进至巴格达近郊时，因供应线拉长，战斗力相应削弱，而伊军因靠近后方基地，战斗力相应加强。再加上幼发拉底河一带有水障，地形较为复杂，以及沙尘暴遮天蔽日，使美英联军装备严重受损，行动不便。美英只得暂时降低进军速度。
此时，伊军加强了对美英联军的抵抗。在卡拉巴尔、纳杰夫、纳西里耶和巴士拉等地，美英联军都遇到了伊军顽强抵抗。伊军还把全军精华、拥有250辆坦克的“麦地那师”调往巴格达近郊，准备与美军第三步兵师决战。美英联军轻取巴格达的计划落空。在这种情况下，美军指挥部不得不宣布放慢进攻速度，并调整部署，包括加强空中轰炸烈度、规模以及扩大轰炸范围；向前线紧急增调地面部队，陆续把美军第四步兵师等部队投入战场；并向伊军后方空投伞兵，另辟战线，牵制伊军。3月28日，美军把王牌飞机B-1、B-2、B-52等型号的战略轰炸机全部投入对巴格达的空袭行动。数百架美军飞机及巡航导弹同时出击，对伊军防线、屯兵点、交通线进行了“补课式”的饱和轰炸。美军发射的精确制导导弹、炸弹达数万枚。为摧毁伊总统府及阿拉伯复兴社会党总部大楼，美军甚至使用了重达2吨的特制钻地炸弹。
在美英联军猛烈的空中打击下，伊军地面部队损失惨重，防线被冲的七零八落。美英联军趁机重新恢复攻势，并取得进展。4月7日，美军兵分两路，从东、西两个方向朝巴格达市中心作向心突击。4月9日，美军占领巴格达。巴士拉等伊抵抗中心也相继被美英联军占领。4月14日，美军占领伊最后一个主要城镇提克里特。伊拉克战局已定。同一天，美军参谋长联席会议宣布美英联军对伊拉克的大规模军事行动已经结束。但鉴于美英联军在伊还面临危险，所以美“在此刻”不会宣布战争结束。直到5月1日，美国总统布什才以总统名义，在“林肯号”航空母舰上发表演说，以总统名义宣布伊拉克战争的“主要作战行动结束”，但他仍然没有明确宣布伊拉克战争结束。
在伊拉克战争中，美英联军仅三个半星期，就打败了号称是海湾地区最强大军事力量的伊拉克，推翻了一个政权。为取得这一重大军事胜利，美军仅死伤数百人。这是冷战结束以来，继海湾战争、科索沃战争和阿富汗战争之后，美军第四次获得“一边倒”式的军事胜利。
但是，美国在伊拉克取得的军事胜利并不直接等同于政治胜利。历史上，军事胜利而政治失败的战争不胜枚举。1968年美国在越南战场的“新春战役”中，消灭越军3万余人，美军自己仅损失1000人，双方损失比是30比1。从一般的军事观点看，美军在“新春战役”中是取得军事胜利的一方。但美军在政治上不能承受美军官兵死亡千人的损失，国内反战运动持续高涨，最后不得不从越南撤军，美在“新春战役”中的军事胜利并未转化为在越南战场的政治胜利。
在伊拉克，布什总统只宣布“大规模军事行动已经结束”，而不宣布伊拉克战争“已经结束”，是因为认识到稳定和重建伊拉克必定困难重重，充满不确定性。事实上，自2003年5月1日美军宣布“大规模军事行动已经结束”以后的一年间，美国在伊麻烦不断，伊反对美军占领的斗争一浪高过一浪，针对美军占领、具有游击战特点的恐怖活动此伏彼起。巴格达街头“几乎天天有枪声、爆炸声”，即使在萨达姆2003年年底落网后也是如此。
从2004年4月初开始，美军遇到更严重的困难。在费卢杰，因一些伊拉克人对美军阵亡士兵鞭尸，美出兵报复，重兵围城，与伊抵抗力量形成僵持；在伊南部，什叶派激进领导人萨德尔揭竿而起，在什叶派圣地纳杰夫等地与美军形成对峙局面。在这种情况下，美军死伤激增，仅4月份就达104人。美军在伊拉克战争“大规模军事行动结束”后一年间的死亡总人数达700余人，数倍于其在“大规模军事行动时期”的死亡数。美原定2004年初从伊撤军2万，但因伊局势突变，美不但未撤军，反而又增派了2万大军。此后的几年，美军一直深陷伊拉克战争的泥沼当中。
直到2011年12月15日，美国驻伊拉克部队在巴格达附近的军事基地举行了降旗仪式，历时九年的美国伊拉克战争才正式画上句号。
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