在“沙漠风暴”第一阶段，伊拉克战斗机平均每天仅出动约30架次，尽管如此，仍遭到了多国部队空中力量的沉重打击。有鉴于此，伊军被迫将其飞机藏于战前精心修筑的加固掩体中，以保存空中力量。多国部队计划人员认为，伊拉克空军仍是一支不可忽视的战略预备力量，在与伊朗的战争中，伊空军曾发挥了巨大作用，不彻底摧毁伊拉克空军，对多国部队的潜在空中威胁就难以消除，一旦伊拉克空军对以色列或沙特发动一次空中进攻，将会引起难以预料的后果。因此，必须对隐藏于掩体之中的伊拉克飞机加以摧毁，以确保多国部队掌握绝对的制空权。
战前，伊拉克共建造了594个飞机掩体，其中，一些掩体采用了加固导弹发射井的技术，能承受战术核武器空中爆炸的冲压。尽管如此，多国部队的空中力量仍对其进行了有效打击。从1月23日起，多国部队开始使用近1000公斤重的加固弹壳钻地激光制导炸弹，直接攻击藏在掩体内的飞机。美F-117A“夜鹰”隐形飞机重点袭击了拜莱德和其他一些机场周围的加固掩体，美F-111“土豚”式战斗轰炸机和英国皇家空军的“旋风”与“掠夺者”飞机则从中空攻击其他机场的掩体，与低空攻击相比，飞行员实施中空攻击时有更多的时间观察目标。此间，多国部队的其他作战飞机提供压制伊拉克防空系统和提供掩护的支援。
在攻击过程中，每架美制F-111“土豚”式战斗轰炸机携带多达4枚特制炸弹。通常情况下，多国部队的一次攻击出动F-111飞机20架。由于所有飞机必须在7分钟内将所携精确制导炸弹投向目标，因此相当于每5秒钟投掷一枚炸弹。特制精确制导炸弹接触目标时，能穿透好几英尺的钢筋混凝土结构，并在
掩体内起爆，由里向外摧毁掩体及隐藏在掩体内的飞机。
在多国部队的打击下，许多隐藏于掩体内的伊拉克飞机被摧毁。为避免空中力量被全歼，伊拉克政府决定将部分飞机转移到伊朗境内。从1月26日起，约80架伊拉克作战飞机越过边界逃往伊朗。对此，多国部队迅速做出反应，先后派出F-15和F-14战斗机在巴格达和伊朗边界之间进行拦阻性空中巡逻，并击落了几架伊空军的米格-23飞机。此后几天内，伊拉克飞机被迫停止了逃亡行动，1月27日，美中央总部司令施瓦茨科普夫将军宣布：伊空军已失去战斗力，多国部队常握了制空权。
压制伊防空配系是多国部队实施第二阶段计划的重要步骤，攻击的目标包括伊拉克地空导弹系统、高炮、预警和目标跟踪雷达以及连接这些系统的指挥与控制枢纽。该阶段的攻击为合同作战，涉及到多国部队的若干成员国以及陆军、海军、海军陆战队和空军的各型飞机。在这一阶段，专门用于执行压制伊防空配系任务的电子战飞机是多国部队作战的核心和灵魂。
在突袭伊防空武器的过程中，多国部队出动EA-6B、A-6E和F／A-18飞机为进入伊拉克南部的庞大攻击编队护航。这些飞机成功地使用了“战术空射诱饵”对伊拉克防空系统实施干扰和欺骗，并对开机搜索的伊低频预警雷达与较高频率的目标搜索与跟踪雷达实施高速反辐射导弹攻击。到第二周结束时，多国部队从开战伊始就付诸实施的大规模压制伊拉克防空配系的作战行动取得了显著成效，大批伊军雷达站被多国部队的高速反辐射导弹和硬杀伤武器所摧毁，16个截击控制中心只有3个还能正常工作。在战争后期，伊军尚存的一些雷达站由于惧怕多国部队高速反辐射导弹的攻击开机十分谨慎。一位被多国部队俘获的伊装甲部队指挥官承认，他们甚至不敢使用雷达或无线电台，因为一旦开机，将会立即遭到毁灭性打击。在科威特战区和伊拉克境内地空导弹的雷达系统遭到破坏后，多国部队的空中力量可以在中、高空自由地机动作战，从而避开了低空伊杀伤力很强的高炮火力和红外制导地空导弹的威胁。多国部队通过对伊拉克防空配系的压制，严重削弱了伊军的防空能力，切断了其指挥通信系统，阻止了伊拉克整个指挥体系的信息传输。
在第二阶段空袭中，由于天气转晴，多国部队更多的成员国开始参战或增加了参战强度：卡塔尔空军开始首次执行作战任务，法国空军也将其作战行动地域由原来的科威特战区扩大到伊拉克全境。在此期间，切断伊拉克通往科威特战区运输线的空袭行动业已展开。1月27日，8座重要桥梁被炸断或遭到相当程度的破坏。此举不仅造成了伊军交通的阻塞，而且还由于部分桥梁为伊军通信电缆的载体而导致其C3能力的进一步削弱。此外，多国部队空中突击计划人员从这一天起开始增加力量以孤立和摧毁伊共和国卫队和在科威特战区的伊陆军部队。这些攻击使伊拉克共和国卫队、科威特战区的伊军装甲炮兵部队、C3系统以及后勤补给系统都遭到沉重打击。1月29日，伊拉克地面部队突入沙特阿拉伯没有设防的边境城镇海夫吉。多国部队遂抽出部分空中力量对伊军已突入的部队及后续部队进行突击，对挫败伊军的进攻起了重要作用。
在“沙漠风暴”第二阶段的7天中，多国部队共出动飞机1．8万余架次，仅损失作战飞机3架，1架为美军的F-16，1架为美军的AV-8B“鹞”式垂直起降攻击机和1架英国皇家空军的GR-1飞机。
伊空军在空中格斗中损失飞机11架。与第一阶段相比，多国部队出动的飞机次数增加近50％，但损失的飞机数量却仅为前一阶段的1／7，这与压制伊防空体系取得成功有直接的关系。
进行地面作战的战场准备
从第三周开始，多国部队的空中打击进入第三阶段，即进行
战场准备，为地面进攻奠定基础。在这一周中，驻海湾地区多国部队的空中力量集中攻击了共和国卫队和科威特战区的伊军，打击重点从战略目标转向科威特战区的战术目标，与此同时，驻土耳其因契尔利克基地的美联合特遣部队精锐部队继续保持对伊拉克北部和中部的压力。本周的具体行动如下：
（一）继续破坏伊拉克境内的重要桥梁
巴格达与科威特战区之间交通线上的某些桥梁担负着双重任务，一方面用于伊军向前线运输补给品，另二方面，也是伊拉克通信电缆的载体，因此，轰炸这些桥梁不仅能切断伊军的补给线，而且还能破坏连接科威特战区的伊军通信网。鉴于此，多国部队的空战计划人员将横跨底格里斯河和幼发拉底河上的54座桥梁中约40座列入打击目标。此外，铁路调度场、燃油库和再补给集结地也成了多国部队突击的目标。
多国部队空中力量切断从巴士拉向南、经祖拜尔到科威特战区的铁路线以及底格里斯河和幼发拉底河上桥梁的行动取得了显著效果。遮断攻击大大减少了从巴格达到科威特战区的补给运输，使科威特战区内的伊军后勤供应变得极为困难和缓慢。到2月4日，抵达科威特战区的补给数量已低于维持作战所需要的水平。由于食品的短缺，科威特战区内伊陆军大多数人员身体虚弱，士气低落，在一定程度上丧失了斗志。
同时，多国部队轰炸桥梁和伊军的C3系统对科威特战区内伊军的通信指挥网造成了严重破坏。到2月初，沿科沙边界部署的军和师的指挥部之间以及师与其下属部队之间的通信联络时断时续。许多情况下，伊军指挥官不得不用派遣通信员的原始方法与其他部队或上下级进行联络。一些被俘的伊军指挥官承认，在地面战役发起前，他们近两个星期未与上级司令部联络过。
（二）摧毁科威特战区内伊军装甲车辆
摧毁科威特战区内伊军的装甲车辆，是多国部队进行战场准备的重要内容。这些装甲部队不仅支撑着在科威特的伊军阵地，而且也对海湾国家造成了很大威胁。为了躲避多国部队的空中攻击，伊军对装甲车辆进行了精心的伪装。在很多情况下，伊军的坦克和火炮已疏散配置，并掩蔽在堑壕里，仅露出炮塔，周围垒起沙袋，围以沙堤。伊军的策略是牺牲机动能力，来换取生存能力。
然而，伊军的精心伪装并未使其成千上万辆装甲车辆幸免于难。一次偶然的机会，多国部队找到了一种对付藏身沙丘的装甲车辆的新战术。2月初，一架傍晚时分返回基地的多国部队F-111飞机的飞行员发现，利用前视红外装置可以发现埋藏在沙漠中的装甲车辆，并很容易确定装甲车辆的位置。2月8日，多国部队F-111战斗机率先使用了这种称之为“射击坦克”的新战术。携带4枚约250公斤重的GBV-12激光制导炸弹的F-111战斗机采用这种方法轻而易举地找到了单个坦克目标，并将其摧毁。
很快，这一战术得到了多国部队空中部队司令部的认可，不久，A-6E和F-15E飞机也采用了这种战术，并取得了同样的效果。据多国部队空中部队司令部参谋部门报告，有好几次，出动的飞机达到了百发百中的效果，2架携带16枚炸弹的F-15E飞机摧毁了16辆伊军坦克。当然，如此高的命中率也得益于多国部队的精确制导武器。从A-10、F-15E、F-16、AV-8B和F／A-18等多种飞机上发射的AGM-65“小牛”式导弹，装有光电、红外或激光导引头，是攻击坦克的最佳武器。一名伊拉克军官战后说，在两伊战争期间，坦克一直是伊拉克士兵的朋友，在沙漠冰冷的夜里，它可保护士兵不受敌方火力的伤害。但在“沙漠风暴”期间，坦克却成为了伊军士兵的“敌人”，多国部队的飞机能够在不发出任何预先警告的情况下将其摧毁，甚至夜间也不例外。因此，伊军士兵大都呆在远离坦克100米外的堑壕中藏身。可见，多国部队空中力量对科威特战区伊军坦克带来了致命的威胁。
（三）实施强大的心理战
多国部队的空中力量在以火力全
方位突击伊、科境内各类目标的同时，还撒下了数以百万计的心理战传单，号召伊拉克军队远离自己的武器装备，主动向多国部队投降，以免遭到攻击。大部分传单由MC-130飞机散发。F-16和其他飞机也参加了向伊军散发传单和警告的任务。此外，VH-1N直升机还载着会阿拉伯语的人员用扩音器喊话，沿科威特边界劝说伊军士兵投降。其中的一张传单画着这样一幅景象：萨达姆故意把坦克、高炮和其他军事装备布设在一座清真寺和一所学校周围。其用意在于告诉伊拉克士兵，萨达姆正在故意危害他们的宗教和家庭。此外，多国部队的重型轰炸机所投下的巨型炸弹也对伊军的心理造成一定的影响。被俘的伊军高级军官承认，伊拉克士兵害怕B-52飞机，甚至发生在几公里外的爆炸声也使他们惊慌失措。
多国部队统计，在第三周共摧毁伊军坦克300余辆、装甲输送车约350辆、火炮200余门。
第四周，多国部队攻击的重点仍然是科威特战区内的伊拉克部队，“射击坦克”的攻击战术得到全面运用。虽然战略性空袭作战仍持续进行，但由于空袭重点的转移，战略突袭只维持在一个较低的水平上。在实施了4周猛烈的空袭之后，从战略角度看伊拉克已经瘫痪。伊拉克海军已不再是一支有效的作战力量；伊空军和许多飞机或者被持中立态度的伊朗扣留，或者在伊拉克被炸毁；伊战略防空系统也失去应有的作用；伊地面部队的作战能力在多国部队空中力量打击下严重削弱；伊全国的电力网已经瘫痪，石油加工业已停产；伊核生化设施遭到打击，生产生化武器弹药和战剂的能力遭到严重破坏；在多国部队发起寻歼“飞毛腿”导弹的空中行动开始后，“飞毛腿”导弹的发射次数已大大下降。
根据计划，多国部队力求通过仔细选定的目标并使用精确制导弹药最大限度地减少对伊平民设施的附带破坏和平民伤亡。然而，2月13日，2架美国F-117A隐形战斗轰炸机发射的2枚近1000公斤的加固弹壳激光制导炸弹击中了巴格达市区的1个地下隐蔽部，至少造成300人死亡，其中包括许多妇女和儿童。
截止到第四周为止，多国部队共出动飞机7．2万余架次，其中美军出动6．5万架次，其他成员国出动约7000架次。这一周多国部队的飞机损失仍然很小，只有2架AV-8B“鹞”式垂直起降攻击机和1架沙特皇家空军的F-5飞机被击落。伊军地面部队的损失情况为：坦克约200辆，装甲输送车近250辆，火炮300余门。
第五周，多国部队空中打击的重点仍然是科威特战区的伊军，同时继续攻击伊拉克战略目标和防空配系。其间，伊战略防空系统更加无所作为，在伊拉克所拥有的70多个作战中心与报告站中，只有6个还处于工作状态。在地面战役发起前的一段时间里位于土耳其因契尔利克空中基地的美联合特遣部队精锐部队袭击了伊基尔库克和摩苏尔的核生化和导弹生产设施。多国部队打击伊拉克“飞毛腿”导弹的行动仍继续进行，对所发现的形似“飞毛腿”导弹发射车辆的目标进行了直接攻击，并在伊导弹可能发射和隐蔽的地域布撤了地雷，同时增加了搜索伊境内意外目标的空中预警飞机的架次。多国部队所采取的这一系列行动，使伊“飞毛腿”导弹的机动更加困难，缩小了“飞毛腿”导弹机动发射架的活动区域。
此间，多国部队对通往科威特战区交通线的遮断攻击行动仍继续进行，攻击目标多为伊拉克替换被毁桥梁的浮桥。由于车辆损失严重，伊军开始征集民用车辆向科威特战区运送补给品。
鉴于“沙漠风暴”的地面战役日益临近，科威特战区的伊陆军成了多国部队主要重点攻击目标。在夜间，多国都队利用行之有效的“射击坦克”战术大量摧毁和破坏伊军装甲车辆，而在白昼则将攻击重点转移到伊军前线防御工事和各种车辆。针对伊军所设的火壕，多国部队的AV-8B飞机在白天向其投放凝固汽油弹，入夜后又派出F-117A飞机摧毁将原油灌入堑壕的泵站，
从而使伊拉克这一令人生畏的防御工事失去应有的效能。与此同时，B-52“同温层堡垒”式战略轰炸机对伊军布设的地雷进行了地毯式轰炸，MC-130飞机则投放BLV-82型巨型炸弹，重点攻击伊军的指挥所设施。在发动地面战斗之前的4天中，多国部队所出动的作战飞机近90％飞往科威特战区。仅2月23日，就摧毁伊军坦克约178辆、装甲输送车近100辆、军车202辆、火炮200门、掩体66个，以及2个高炮—地空导弹基地。