波斯湾以支援「南方守望」行动，但9月11日的恐怖攻击却突然改变了卡尔文森号的任务。为了对美国本土遭袭作出快速反应，原本是在印度洋上巡弋的该舰，接到命令改变航向驶往北阿拉伯海。2001年10月7日，它在「持久自由行动」中率先发动空袭，而在此后长达72天的反恐战争中，卡尔文森号上搭载的第十一舰载机联队（CVW-11）出击超过4000架次。同年12月中旬，卡尔文森号在返航的途中顺访了长崎军港，并在抵达本土之前在新加坡度过了圣诞节。来年的4月改建进行了维修，并在9月份出海进行修整后的试航。2003年1月卡尔文森