4月3日晚上起，美軍在巴格達的薩達姆國際機場與伊軍猛烈交火。戰鬥持續到4月4日拂曉，戰鬥中美軍摧毀和繳獲了伊軍31門高射炮、3輛裝甲運兵車、23輛卡車、1門野戰炮和1輛彈藥車。大約有320名伊拉克士兵被打死。
4月4日上午11時30分，美伊雙方在薩達姆國際機場內外再次展開激烈的交火。4月4日晚，美英聯軍占領位於巴格達郊外20公裏的薩達姆國際機場，並將其改名為巴格達國際機場，至此薩達姆國際機場爭奪戰結束。
4月5日，美軍繼續向巴格達推進。美機械化步兵第3師兩個坦克連和一個步兵連5日占領了位於巴格達東南50公裏處蘇韋拉城的伊拉克“共和國衛隊”麥地那師的總部。
4月5日下午，美軍機械化步兵第3師第2旅派出20輛M-1A2“艾布拉姆斯”主戰坦克和10輛M-2A2“布拉德利”步兵戰車沿巴格達南部高速公路突入了巴格達城內，執行偵察任務。美軍的這支小分隊從南進入巴格達，通過多拉區向北挺進，直到底格裏斯河畔才掉頭向西回到薩達姆國際機場。他們從機場深入12英裏進入到巴格達中心的西南部，又繼續深入到距離市中心隻有7公裏的地方。第2旅旅長大衛-珀金斯上校指出：“伊軍在這次襲擊中的死亡人數估計在1000人左右，目前伊軍士兵的屍體堆滿巴格達街道。”珀金斯表示，美軍部隊摧毀了伊軍防空係統、坦克、火箭發射架和反坦克導彈在內的約100件武器裝備。
4月5日夜間（巴格達夏令時時間5日下午），美國和伊拉克軍隊在距離巴格達市中心10公裏左右地區展開激烈戰鬥。美國中央司令部證實，有“大量的美軍士兵和坦克、戰車”正在巴格達中心地區行進。另據美國有線新聞網報道，美軍已經摧毀了大約40輛伊拉克共和國衛隊的坦克。據美聯社報道，美軍稱其陸軍第3步兵師已占領位於巴格達以南約50公裏的伊拉克共和國衛隊麥地那師司令部。美軍兩個坦克連和一個步兵連逼近伊軍師部時未遇到抵抗，隨後迅速占領了整個基地。報道稱伊軍共和國衛隊防線顯然已經崩潰。
4月6日，美英聯軍幾乎控製了所有通往巴格達的道路。4月9日，美軍突入巴格達市區。10日，美軍控製了許多伊拉克總統薩達姆的權力象征建築，其中包括總統官邸、政府各部大樓和議會大廈等，這標誌著薩達姆政權終於被徹底推翻。
4月14日，美軍攻占了伊拉克最後一個主要城鎮提克裏特市。14日，美國少將斯坦利-邁克裏斯汀在五角大樓說，在伊拉克的主要戰鬥“已經結束”。英國首相布萊爾也發表講話說，戰鬥已經“接近尾聲”。
2003年5月1日晚，美國總統布什向全國發表講話，宣布伊拉克戰爭中的“大規模作戰行動”已經結束，但在此後的七年中，伊拉克卻成為了美國的絆腳石，盡管逮捕並處決了薩達姆，但美國卻一直無法真正穩固伊拉克的局勢，聯軍死傷慘重，直至2010年，美國新任總統奧巴馬才宣布自2010年8月31日起從伊拉克逐步撤軍。
戰役影響
伊拉克戰爭整個國際形勢和世界格局發生極為重大的影響。它不僅導致俄美矛盾的加劇，而且導致美歐關係的惡化、歐盟和北約內部矛盾的激化，導致俄法德三國聯盟的建立，導致美土不和及阿拉伯世界與美國的對立，還將導致中東格局的改變。這場戰爭之後，美國的“單邊主義”將更加猖狂，“先發製人”的打擊將針對更多的目標，世界和平和聯合國的權威將受到更大的威脅，多極化與單極化兩種趨勢的鬥爭將更加尖銳，而雙方力量的組成自然也將發生重大變化。