3月底，“萨拉托加”号航母离开地中海回国，“珊瑚海”号、“美国”号航母2个战斗群移至地中海西部海域游弋，继续保持对利比亚的威慑。4月2日，美国1架波音 727客机被炸；3天后，西柏林一家有许多美国人聚集的舞厅被炸。美国认为这两起爆炸事件均为利比亚所策划。“草原烈火”作战之后不到20天，美国又发动一场针对利比亚的更大规模的军事打击——代号为“黄金峡谷”的作战计划。4月14日，以“珊瑚海”号、“美国”号航母为核心的特混编队32艘舰船搭载160架舰载机就位于地中海中部距利比亚海岸500千米的海域，虎视眈眈。印度洋上的“企业”号航母战斗群从印度洋火速驶向阿拉伯海，做好随时向地中海方向靠拢增援的准备。15日凌晨1时20分，航母特混编队上空，即将参战的舰载攻击机机群，与从5000千米外英国基地出发、沿途经过3次空中加油飞来的美国空军战斗轰炸机机群准时准点会合。联合攻击兵力有：海军A-6舰载攻击机 15架、A-7舰载攻击机6架、FA-18舰载战斗机6架、EA-6B式舰载电子干扰机6架；空军PB-111战斗轰炸机22架、 EF-111电子干扰机6架。另有百余架舰载战斗机担负空中警戒和伴随掩护。攻击目标分别锁定在的黎波里和班加西两地。
1时48分，预先突击开始。A-7攻击机、FA-18战斗机、EA-6B电子干扰机分成两个攻击方向，向的黎波里和班加西周围的雷达站发射“百舌鸟”和“哈姆”反辐射导弹50枚，直接摧毁5座，其余雷达站被迫关机，切断了利比亚防空系统预警信息源，导致整个防空系统彻底瘫痪。EA-6B电子干扰机与EF-111式电子干扰飞机继续对的黎波里、班加西两地的雷达和通信设施进行电子干扰。
1时54分，主要突击行动开始。A-6攻击机在班加西方向，分为2组行动：8架攻击贝尼纳空军基地，7架攻击“民众国”兵营。FB-111战斗轰炸机在的黎波里方向，分为3组行动：8架攻击利比亚领导人卡扎菲的住所和阿齐齐耶兵营，每架携带4枚2000磅激光制导炸弹；5架攻击的黎波里国际机场军用区，每架携带12枚500磅激光制导炸弹；3架攻击西迪比拉尔港兵营“突击队训练中心”，每架携带12枚500磅激光制导炸弹。2时11分，历时17分钟的主要空袭行动结束。除1架FB-111式战斗轰炸机被地面炮火击落之外，其余参加空袭的飞机全部安全返航。
此次短暂的空袭行动，美军投掷了150吨炸弹，按预先计划命中、摧毁了各主要突击目标，造成严重破坏和伤亡。由多军种、多机种组成的空中攻击兵力在时间和空间上的协同配合，及其攻击效果都达到了极为精密准确的程度，开创了“外科手术”式打击的先例。
六、海湾建奇功
英国作者安东尼·普雷斯顿在《航空母舰》一书中介绍说：“美国海军的航母一如既往地最先抵达现场。除此之外，还有充分的证据可以证明，这些航母在当时还是唯一能够阻止伊拉克进一步侵入沙特阿拉伯的手段。”事实正是如此。
当伊拉克军队越过国境线侵入科威特的当晚，正在印度洋迪戈加西亚岛附近海域执勤的“独立”号航母最先接到国防部命令，火速驶近阿曼湾，8月7日抵达海湾入口处的预定阵位。在地中海执勤的“艾森豪威尔”号航母于8月8日接到部署海湾的命令，11日穿越苏伊士运河进入红海。“萨拉托加”号航母于8月7日驶离美国东海岸向海湾进发，8月22日进入红海；“肯尼迪”号航母于8月15日驶离美国西海岸向海湾进发，9月14日通过苏伊士运河进入红海；很快，美国在中东地区集结了4个航母战斗群，对伊拉克形成直接、有力的军事威慑，实现了阻止伊拉克进一步进攻沙特阿拉伯的战略意图。
而后，美国继续抽调航母部署到海湾地区：“中途岛”号航母于10月2日驶离日本横须贺基地，11月1日抵达海湾；“突击者”号航母于12月8日开始部署，1991年1月12日进入北阿拉伯海阵位；“罗斯福”号航母于12月8日离开诺福克，1991年1月14日通过苏伊士运河进入红海，战争爆发前到达阿拉伯海阵位；“美国”号航母于12月8日离开诺福克，1991年1月15日经苏伊士运河进入红海；2月7日离开红海，2月15日抵达波斯湾。
海湾战争前后，美国海军先后一共出动了8艘航母。“独立”号和“艾森豪威尔”号航母中途撤离，未参加实际作战；此后，海湾地区部署的美军航母维持在6艘，参加实际作战的也就是这6艘。此外，英国在海湾部署了“皇家方舟”号航母，法国在海湾部署了“克莱蒙梭”号、“福煦”号航母。
在航母部署过程中以及部署就位之后，美国还同时实现了另—个战略目标——控制海上交通线，为地面部队和空军部队投入战区提供掩护，保证了占作战装备、物资和人员总运量 90％的海上运输安全、畅通。
控制海洋除了确保己方利用海洋之外，还要阻止对方利用海洋。时任美国总统的布什于8月16日发出命令，海湾地区美海军拦截一切过往的伊拉克商船，对伊实施全面的海上封锁。在此后的7个月中，总共有165艘舰艇拦截和盘查了7500艘商船，其中登船检查964艘，迫使51艘商船(装载100万多吨禁运物资)改变航向。航母舰载机为海上拦截行动提供空中掩护之外，还担负对海上目标进行搜索，舰载直升机还执行登船检查的任务，直接参与海上拦截。1月31日，“肯尼迪”号航母派“海豹”小队队员乘舰载直升机机降登上1艘悬挂圣文森特国旗的“超级明星”号货船，迅速控制该船，配合美舰“比德尔”号巡洋舰派遣的海岸警卫队随后登船检查。以航母为坚强后盾的舰艇编队通过严厉的海上拦截活动，完全切断了伊拉克的海上通道，使伊拉克石油出口、战略物资进口被迫停止，经济和军事潜力受到沉重打击。
1991年1月17日“沙漠风暴”行动开始时，“中途岛”号、“突击者”号、“罗斯福”号3支航母编队位于波斯湾，编成波斯湾特混舰队，由第5航母大队司令兼任舰队司令，“中途岛”号为旗舰；“肯尼迪”号、“美国”号、“萨拉托加”号 3支航母编队位于红海，隶属于红海特混舰队，由第2航母大队司令任舰队司令，“肯尼迪”号为旗舰。后来，为了更有利于对地面进攻的空中支援，“美国”号航母调往波斯湾，加强波斯湾特混舰队。
6艘航母配备6个舰载机联队：“萨拉托加”号航母配备第17航空联队，舰载机78架；“肯尼迪”号航母配备第3航空联队，舰载机84架；“中途岛”号航母配备第5航空联队，舰载机62架；“突击者”号航母配备第2航空联队，舰载机68架；“罗斯福”号航母配备第8航空联队，舰载机84架；“美国”号航母配备第1航空联队，舰载机73架。舰载机一共有9种类型、455架，约占多国部队飞机总数的16％。在“沙漠风暴”行动中，美航母编队出动舰载机18，120架次，占多国部队飞机出动的架次也大约为16％。舰载机所执行的作战任务主要是空中侦察预警、空袭、反舰、防空等。
航母舰载EI-2C预警机是美军在战区内最早部署的空中预警与控制系统飞机，用于汇集机载空中预警控制系统、舰载“宙斯盾”系统和其他来源的战场信息，加以综合分析，为海湾战区指挥官提供全面、准确、实时的战场情报。“沙漠风暴”行动期间，它们从红海和波斯湾航母起飞，24小时不间断地执勤飞行，对战场态势实行全时监视，使海军攻击部队及其他多国部队清晰了解战场态势。机组的空中管制人员还进行有针对性的战术控制，协调各类兵力之间的行动，避免多国部队内部相互发生冲突。整个战区内共配置了27架E-2C预警机，其中25架由航母搭载。
空袭战是海湾战争中持续时间最长、作用最大的作战样式，而航母战斗群是空袭战的一支重要力量。从红海和波斯湾航母起飞的舰载攻击机与美国空军、英国皇家空军的飞机一起对巴格达附近以及伊拉克西部的“飞毛腿”导弹阵地、机场、防空系统、通信网、供电设施等目标进行猛烈轰炸。空袭第一天，就从航母上起飞舰载机548架次。战争期间，在多国部队对伊拉克所进行的空袭行动中，由航母发起的打击行动占到 35％，舰载电子战飞机针对伊拉克地面防空系统实施了有效干扰和压制。
反舰作战始于1月18日，“突击者”号和“中途岛”号航母派出舰载攻击机击伤了伊拉克2艘炮艇、1艘导弹艇和1艘勤务船。当天，“突击者”号航母还起飞了18架舰载机执行在祖拜尔河口布设水雷的任务，目的是把波斯湾北部的伊拉克海军水面舰艇同巴士拉、祖拜尔、乌姆盖斯尔的港口兵力和海军基地隔开来。22日，“中途岛”号航母的舰载机击沉1艘伊军气垫艇。24日，“罗斯福”号航母的A-6E舰载机击毁1艘布雷舰和1艘巡逻艇，F/A-18舰载机袭击伊拉克乌姆盖斯尔海军基地时击伤4艘舰艇。2月20日，“罗斯福”号航母舰载机击毁1艘炮艇。图150
在舰载机的全部作战活动中，21％的架次是执行防空任务。防空主要采用电子战手段，真正的空战仅有1月18日一次，从“萨拉托加”号航母起飞的2架F/A-18舰载机在轰炸一个机场时，发现2架伊拉克米格-21歼击机，并用“响尾蛇”导弹将其击落，这场遭遇战是美航母舰载机与伊拉克空军唯一的一次空中格斗。