此时，伊军加强了对美英联军的抵抗。一名伊拉克军官甚至引爆一辆出租车与11名美军士兵同归于尽。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，防线动摇。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。