希臘的索達灣海軍基地駐有美空軍的RC-135、美海軍的EP-3偵察機和為飛機提供空中加油的KC-135加油機。該基地是美軍在中東、巴爾幹半島和地中海地區的軍事情報中心，負責搜集情報、監視伊拉克軍隊的調動和軍事能力。
此外，吉布提駐有包括第5特種作戰大隊的約1600名反恐特種部隊官兵，其中莫尼爾兵營駐有美軍聯合特遣部隊以及“捕食者”無人駕駛飛機。阿富汗境內駐有包括第82空降師一部在內的1萬美軍；匈牙利境內駐有1500多名美國軍事人員；約旦駐有美空軍1000人，飛機27架；以色列駐有美第69防空炮旅下屬的防空炮兵營和通信部隊500人，裝備“愛國者”防空導彈；塞浦路斯境內駐紮有3000多名美軍。
在地中海，部署有“杜魯門”號、“羅斯福”號航空母艦戰鬥群。在波斯灣部署著“星座”號、“林肯”號、“小鷹”號航空母艦戰鬥群，“尼米茲”號航空母艦戰鬥群則部署在阿拉伯海。在印度洋的迪戈加西亞基地，駐有美空軍第40航空航天遠征聯隊，主要裝備有B-52、B-2以及KC-135R等飛機，並存儲有陸軍3個裝甲營和3個機械化步兵營的所有裝備。該基地綜合設施完善，戰略地位重要，不僅是美軍在印度洋上的唯一軍事基地，而且已成為美軍在印度洋地區最重要的海、空作戰基地和後勤補給基地。
在盟軍方麵，英國軍隊4.5萬人，有海軍各型艦艇30餘艘，各型作戰艦艇17艘，其中包括由6艘軍艦護衛的“皇家方舟”號航空母艦戰鬥群。空軍在科威特和沙特分別部署100多架“旋風”、“美洲豹”等戰機。駐紮在科威特的地麵部隊約2.5萬人，主要是英軍第1裝甲師和皇家海軍第3陸戰隊突擊旅。澳大利亞派出約2000餘名軍人，以及2艘驅逐艦、1艘兩棲指揮船、4架“大黃蜂”戰鬥轟炸機、2架海軍巡邏機和2架“波音707”空中加油機。此外，西班牙派駐1艘護衛艦，意大利派駐1艘驅逐艦。
伊拉克方麵也被迫緊鑼密鼓地進行備戰。2003年1月6日，伊拉克總統薩達姆為紀念伊拉克建軍82周年發表講話，稱伊將在與美國的對決中取得勝利。他同時還對聯合國武器核查人員進行指責，認為他們盤問伊拉克科學家和詢問伊軍營地情況的行為“完全是情報活動”。戰前，伊官方媒體不斷報道伊拉克總統薩達姆召集高級將領會議，聽取備戰情況彙報。這似乎表明，伊拉克政府正在積極進行反擊美軍的準備，同時也向全世界顯示，伊拉克人民絕不會向美國屈服。伊軍高級將領會議的頻頻召開以及生活用品的大量發放使得濃濃的備戰氣息彌漫在伊拉克的空氣中。
包括薩達姆的兩個兒子庫賽和烏代在內的伊軍高級將領參加了薩達姆主持召開的伊軍高級將領會議。庫賽和烏代分別掌管著伊拉克共和國衛隊、“薩達姆敢死隊”等伊軍精銳部隊。他們表示“將在各地出擊，打敗‘邪惡敵人’”。為了將戰爭準備落到實處，薩達姆還頻繁與伊軍高級將領會晤，討論具體的軍事準備工作。薩達姆要求伊軍將領注意以色列在巴勒斯坦地區的活動及其武器裝備變化情況，提醒伊軍做好反空降作戰的準備，並告誡伊軍高級將領，要作最壞的打算，擬定相應戰術，最大限度地發揮伊特種部隊作用。此外，伊拉克政府已經加強了民兵訓練並開始向居民發放武器的工作。
除軍事準備外，伊拉克還在其他方麵積極備戰。海灣戰爭結束後，國際社會對伊拉克實行了嚴厲的經濟製裁。伊拉克政府被迫實行糧食等生活必需品的配給製。麵對可能來臨的戰爭，伊拉克政府增加了對巴格達市民食品等生活必需品的配給量，動用儲備糧向巴格達市民提供了5個月的廉價麵粉、大米、食糖、大豆、食用油及其他生活物資。
為了應付可能的戰爭，確保伊拉克各地區有效地抵抗侵略並維持治安，薩達姆已把伊拉克分為4個行政區，並任命他的高級助手為各行政區的負責人。一旦戰爭爆發，這些地區的負責人將擁有全權處理本地區事務的權力。
2003年1月27日，伊拉克副總理阿齊茲說，為了對付美國及其盟國對伊拉克使用生物和化學武器，伊拉克士兵已經配備防護服裝。
《紐約時報》2月15日的文章稱，美國情報部門指出，伊拉克對抗美國領導的對伊戰爭的戰略包括延緩美軍的進軍速度，然後在伊拉克首都巴格達與美軍進行殘酷的街巷戰，伊拉克總統薩達姆還將下令實行“焦土政策”。文章援引美國國防部官員的消息說，薩達姆政權已經製定計劃，準備炸毀水壩、破壞橋梁、引爆油田，伊拉克還可能在戰爭爆發後斷絕伊南部平民的糧食供給，造成人道主義災難，從而逼迫美軍部隊承擔救援任務和延緩美軍的前進速度。國防部的官員還指出，美軍和盟軍向巴格達挺進時將遭遇伊拉克精銳軍隊—共和國衛隊的兩道防線的抵禦。目前共和國衛隊還處於兵力分散的狀態，以避免遭到美國及其盟國空襲的重創，但在戰爭打響之後，他們將迅速部署到各自據點進行頑強抵抗。除了巴格達共和國衛隊特種兵以及一些情報和安全力量外，共和國衛隊一些軍隊也裝備有進行化學武器戰的保護裝置，這是美國官員懷疑伊拉克可能使用毒氣或者細菌武器作戰的重要原因。美國國防部一位拒絕透露姓名的官員分析說：“有跡象表明，他們的目標就是延緩、阻礙和阻止美軍速戰速決，他們的基本戰略就是分散兵力、集結軍隊和開往市內進行街巷戰。但美軍有信心迅速取得勝利，因為盟國地麵部隊要比伊拉克軍隊裝備精良、訓練有素，而且盟國部隊控製住了製空權。”
與海灣戰爭時期死守科威特和將大批軍隊部署在遠離巴格達地區的做法不同的是，這次薩達姆除了麵臨美國軍事打擊壓力外，他還害怕士氣低落的伊拉克部隊反戈一擊，因此薩達姆此次的主要目標就是兩個字：生存。美國官員認為，薩達姆會竭力迫使布什政府尋求政治解決伊拉克問題，而不要推翻他苦心經營了多年的政權，為此薩達姆將采取宣揚盟國軍隊傷亡情況、延緩戰爭結束日期和呼籲關注伊拉克平民命運等措施，通過對戰爭血腥的宣傳贏得國際社會的支持。
伊拉克總統薩達姆在強敵麵前顯然不會輕易就範，很可能會奮起抗爭，決一死戰。那麼薩達姆之所以決定跟美國人破釜沉舟，除了勇氣，他還有什麼“殺手鐧”呢？當時的媒體推測薩達姆可能打出十大王牌：
王牌一：巴格達保衛戰。保衛巴格達，對伊拉克無疑是至關重要的。美國宣稱他們在戰爭的第一天就將通過火力強大的航母戰鬥群對伊拉克進行大規模的導彈襲擊，打擊主要的軍事要點，隨後美軍將打閃擊戰，在大約一周左右時間內占領伊拉克領土的大約75%，從而基本奠定勝局。