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月卡尔文森号本来应该接受为期一个月的飞行甲板考核，但却为了要参与「伊拉克自由行动」而延长值勤的时间。该舰在出海执行了长达九个月的任务后，终于返回母港。从2003年1月