下午4时，伊军占领了科威特全境。
伊拉克入侵科威特事件引起了全世界极大震惊。联合国先后多次通过反对伊拉克入侵科威特并对伊实施制裁的决议。反应最为强烈的当属在海湾地区具有巨大经济利益的以美国为首的西方国家。8月2日和3日，美国总统布希主持召开国家安全委员会全体会议，研究对策。会议最终决定，采取大规模军事部署行动，以迫使伊拉克撤军，并为必要时采取军事打击行动做好准备。根据这一精神，负责中东地区防务的美军中央总部拟定了“沙漠盾牌”行动计划。8月7日凌晨2时（美国东部时间），布希总统正式批准了该计划。
“沙漠盾牌”行动计划拟分两个阶段向海湾地区部署部队。第一阶段用3至4个月时间（17周）部署24万人的部队及其建制装备，以使该地区美军和其他出兵国家部队兵力达到同伊军大致相抗衡的水平。第二阶段将视形势发展继续增兵，以使兵力达到足以将伊军赶出科威特的水平。第一阶段部署，又将根据伊军有可能在短期内向沙特发动进攻的形势，首先在沙特的朱拜勒和宰赫兰一线部署快速反应部队和空中打击力量，建立机动防御，采取“以空间换时间”战略，挡住伊军可能的进攻，保证后续部队陆续抵达和部署。
计划确定后，美军制定了具体部署方案，最大限度出动了运输司令部所辖战略运输工具，动员了后备和民用运输力量，同时，进行了后备役征召和编组。其他出兵国家也展开了各自的部署行动。经过紧张行动，分别于11月8日和11月底完成了两个阶段的部署。是时，美军在海湾地区的总兵力达到43万人，其中陆军26万人，海军5万人，空军4万人，海军陆战队8万人。主要武器装备有：坦克1200辆，装甲车2000辆，作战飞机1300架，直升机1500架，军舰100余艘。
其他国家出动的总兵力达50万人。部分未出兵国家提供了武器装备、舰船、飞机和医疗队。
随着各国部队的部署，建立统一、协调的指挥机构的必要性日益突出。8月中旬，经协商在多国部队最高层成立了协调性作战指挥机构。原则是，战区内所有部队均接受沙乌地阿拉伯武装部队司令哈立德中将和美军中央总部司令施瓦茨科普夫上将的统一指挥，但各国部队又分别接受本国最高当局的命令和指示。
面对美国和其他国家的出兵行动，以及国际社会的经济制裁，伊拉克采取了相应对策。总的战略指导思想是，拖延战争爆发，使海湾衝突长期化、复杂化，进而分化以美国为首的军事阵营，打破对伊拉克的各项制裁，保住既得利益，同时，做好军事上防御作战的准备。为此，它在外交上打出了“圣战”的旗号，并将撤军问题同以色列从阿拉伯被占领土撤军联繫在一起，以转移阿拉伯国家的矛头指向；在经济上采取了内部紧缩，对外寻求突破口的政策；在军事上则加紧了扩军备战，恢復和新建24个师，使军队总兵力达到77个师、120万人。同时加强了科战区的兵力部署，按三道防线共部署43个师，约54万人，坦克4280辆、火炮2800门、装甲输送车2800辆。
美军在开始执行“沙漠盾牌”计划时，即已估计到伊拉克拒不撤军的情况，拟定了代号为“沙漠风暴”的军事打击行动计划。12月20日，美国国防部长切尼和参谋长联席会议主席鲍威尔批准了这一计划。该计划的要点是，实施进攻作战，以达到：1．瘫痪伊拉克国家指挥当局；2．将伊拉克军队赶出科威特；3．消灭伊拉克共和国卫队；4．儘量摧毁伊拉克的弹道飞弹和核生化武器；5．帮助恢復科威特合法政府。
根据这一决心拟定了以下作战方案：实施协调一致的多国、多方向、空中、海上和地面攻击，首先以空中战局摧毁伊拉克重要军事目标，尔后逐步转移空中作战的重点，在科威特战区实施地面作战，消灭伊拉克共和国卫队，用阿拉伯部队解放科威特市。整个作战过程分为四个阶段，即1．战略空袭；2．夺取制空权；3．空袭地面部队；4．地面进攻作战。
11月29日，联合国安理会通过第678号决议，规定1991年1月15日为伊拉克撤军的最后期限。1991年1月9日，美国国务卿贝克和伊拉克外长阿齐兹在日内瓦举行战前最后一次会晤，但是，双方都认为没有妥协余地，会谈没有取得结果。1月16日美国东部时间上午10时30分，布希总统签署了给美军中央总部司令施瓦茨科普夫的国家安全指令文件，命令美军向伊拉克开战。
1月17日凌晨，美军的空袭行动开始实施。整个空袭包括“沙漠风暴”计划四个作战阶段的前三个，美军称之为空中战局。按计划三个阶段同时开始，齐头推进，逐一达到既定目标。通常的空袭模式是，由EF—111、EA—6B和EC—130H等电子战飞机先开闢通路，担负攻击任务的F—117、F—111DAEAF、A—6、A—10、AV—8B、F—15E、B—52等型飞机攻击各指定目标，F—14、F—15C、F—16和FAA18等飞机则担负掩护任务。日出动量达2000至3000架次。据美军统计，至地面进攻开始时，科威特战区伊军部队54万人中伤亡达25％以上，重装备损失达30—45