ההערכות לגבי מספר הנפגעים בשלב זה נעות סביב עשרת־אלפים אזרחים עיראקים, כמה עשרות אלפים של חיילים עיראקיים, ו-172 מחיילי הכוחות התוקפים.
הצבא העיראקי לא הצליח להעמיד התנגדות משמעותית לכוחות הפולשים, מלבד במקומות מעטים, ויחידותיו קרסו. כעבור ימים ספורים נכבשה עיראק כולה ולאחר כמה שבועות נתפסו או נהרגו מרבית קרוביו ושותפיו של סדאם חוסיין, בהם שני בניו, קוסאי ועודאי. סדאם חוסיין עצמו נמלט והסתתר. לטענת ארצות הברית, בימיו האחרונים בשלטון לאחר הפלישה, עודד חוסיין את הצבא להילחם בשיטות גרילה. ב-13 בדצמבר בשנת 2003 נלכד סדאם חוסיין בחווה מבודדת, לא הרחק מתיכרית, מחוז הולדתו.
חיפוש הנשק להשמדה המונית.
על אף חיפושים קדחתניים של צבא ארצות הברית ואנשי סוכנות הביון לא נמצא כל סימן להימצאות נשק ההשמדה המונית, שנטען כי עיראק מחזיקה בו. בתחילת פברואר 2004 נאלצו הנשיא בוש וראש ממשלת בריטניה, טוני בלייר, ליזום הקמת ועדות חקירה שיבדקו את הסיבות לכשל המודיעיני שהביא למסקנה השגויה.
צוות פקחים ששלח הממשל האמריקני והבריטים, שנועד לאתר את הנשק להשמדה המונית שיוחס לעיראק בראשות דייוויד קיי, ואחריו ריצ'רד דולפר הגיע למסקנה (שפורסמה ב-30 בספטמבר 2004) שלעיראק לא היה נשק השמדה המוני מבצעי בעת פתיחת המלחמה, ושמאז מלחמת המפרץ ב-1991 היא לא ייצרה נשק כזה, וגם צמצמה באופן ניכר את תוכניותיה לייצרו. עם זאת קיווה סדאם שהסרת הסנקציות יאפשרו את חידוש התוכניות. כמו כן שכנע סדאם את ראשי צבאו כאילו לעיראק יש נשק השמדה המוני, על מנת למנוע הפיכה נגדו.
בינואר 2005 הודיע צוות הפקחים שהחיפושים אחר נשק להשמדה המונית בעיראק ייפסקו. בעקבות המסקנות שאליהן הגיע צוות הפקחים האמריקני והבריטי, מקובל כיום להאמין כי לעיראק לא היה נשק השמדה המוני מבצעי בעת פתיחת המלחמה, וההנחה שהיה נשק כזה התבססה על מודיעין מוטעה. חלק ניכר מהמודיעין לגבי שאלת הנשק הגרעיני הגיע למערב ולישראל מגורמי אופוזיציה עיראקיים בעלי אינטרס, שחלקם חזרו לעיראק בעקבות המלחמה ותפסו מוקדי שלטון. חלקם התגלו כאנשים מושחתים ובלתי אמינים. בפברואר 2011 הודה מודיע עיקרי של סוכנות הביון הגרמנית כי בדה את סיפוריו על נשק ביולוגי בעיראק, כי קיווה שהדבר יסייע להפיל את סדאם חוסיין.
חברות הקואליציה ותפקידן במלחמה.
עבור כוחות הקואליציה, תפקיד הכוחות הבינלאומיים היה בעיקר הענקת לגיטימציה בינלאומית לפלישה לעיראק. עם זאת, בחלק ניכר מהמדינות שהשתתפו במלחמה ניטש ויכוח לגבי נחיצות המלחמה. ארצות הברית התחשבה בשאלת הסיוע למלחמה בעת הדיונים על סיוע החוץ ושמיטת חובות.
ישראל במלחמה.
בישראל היה חשש כבד מפני התקפות טילים מעיראק כמו במלחמת המפרץ ב-1991, ועקב כך הוכרז מצב חירום - כל התושבים מקריית שמונה ועד באר שבע התבקשו להכין את המקלטים והחדרים האטומים, ולשאת עמם לכל מקום את ערכות המגן מחשש להתקפה כימית או ביולוגית על ישראל. ההיערכות הישראלית לתקיפה עיראקית זכתה לשם "מבצע שריקה מזרחית".
מערך הנ"מ בחיל האוויר הישראלי נערך גם הוא למלחמה בעיראק והיה אחד מן הכוחות הצבאיים היחידים שהיו בכוננות גבוהה לקראת האירועים הקרבים. סוללות הפטריוט הישראליות לאחר תרגיל ג'וניפר קוברה המשותף עם האמריקאים התפרסו במקביל ל-3 סוללות אמריקאיות ברחבי ישראל כהכנה ליירוט טילי הסקאד שהיו עתידים לנחות מעיראק. בהגנה השתתפה יחידת חרב מגן שזו הייתה מלחמתה הראשונה.
החששות בישראל נבעו מאיומיו של סדאם חוסיין ערב המלחמה כי ישראל תותקף, בין היתר על ידי חומרים כימיים שנחשבו כי ישנם לעיראק. בסופו של דבר, לא נחתו טילים על ישראל ונראה כי החששות היו מוגזמים.
ביוזמת חבר הכנסת יובל שטייניץ, הוקמה בישראל ועדת חקירה, הוועדה לחקירת מערך המודיעין בעקבות המלחמה בעיראק, שבדקה את היערכות ישראל למלחמה ואת בזבוז מאות מיליוני השקלים, כתוצאה משורת צעדי ההתגוננות עליהן החליטה ממשלת ישראל, בהן גיוס אלפי חיילי מילואים ממערך הנ"מ ומפיקוד העורף וההנחיה לפתוח את ערכות המגן לאזרחים ולהכין את חדרי המיגון (הנחיה שלוותה בשידורי הדרכה של פיקוד העורף בערוץ 33 ובחלוקת עלוני היערכות בעיתונים).
ההתנגדות למלחמה.
האווירה הציבורית בארצות הברית בעקבות פיגועי 11 בספטמבר הובילה בהתחלה לתמיכה כמעט מלאה במלחמה בציבור האמריקני. אולם, ברוב מדינות אירופה המערבית ראה הציבור את מדיניות ארצות הברית, כשימוש ציני באירועים טראגיים על מנת לקדם אינטרסים אחרים, כגון השתלטות כלכלית על המשאב המרכזי של עיראק - הנפט. התעקשות ארצות הברית לצאת למלחמה גם ללא תמיכת האומות המאוחדות הובילה לגל של הפגנות באירופה כנגד המלחמה. בוש דיבר על כך שקיימת "אירופה ישנה", שכללה את מדינות אירופה הוותיקות הליברליות שהתנגדו למלחמה, ובראשן צרפת, מול "אירופה החדשה", שכללה בעיקר את הדמוקרטיות החדשות של מזרח אירופה, שנטו לסייע לארצות הברית במלחמה נגד סדאם. כשם שבאירופה התגבר גל אמריקנופובי (כלומר, גל של סלידה מאמריקה), בארצות הברית עבר גל פרנקופובי (כלומר, סלידה מצרפת), שהתבטא למשל בהצעה להחליף את שמו של הצ'יפס, המכונה בארצות הברית "טוגנים צרפתיים" (French fries) ל"טוגני חופש" (Freedom fries) . עם זאת, ישנם מדינות מ"אירופה הישנה" (כמו איטליה, ספרד ודנמרק) שתמכו במלחמה ואף סייעו לארצות הברית צבאית.
לאחר כיבוש עיראק, הודיע בוש כי המלחמה תמה, ונחת במטוס קרב של הצי האמריקני על סיפון של נושאת מטוסים, כשמאחורי הדוכן שמעליו נאם, הוצב שלט ובו כתוב כי "המשימה הושלמה". אולם כאשר החלו פעולות הגרילה הנרחבות כנגד הכוחות המזוינים של ארצות הברית, החלה לרדת הפופולריות של המלחמה גם בקרב הציבור האמריקני, וההכרזה של בוש על סיפון נושאת המטוסים, נתפסה כהתרברבות שהקדימה את זמנה. אי מציאת הנשק להשמדה המונית, שהיווה את העילה ליציאה למלחמה, סייעה למגמה זו. כמו כן נתגלה כי טענות נוספות של ארצות הברית נגד השלטון העיראקי לא התבססו כולן על המציאות. כך נתגלה, כי טענתו של הנשיא בוש בנאום מצב האומה בינואר 2003, כי סדאם ניסה לרכוש אורניום מהרפובליקה האפריקאית ניז'ר, התבססה על מידע מודיעיני מסולף. גם הקשרים כביכול של עיראק עם ארגון הטרור האסלאמי אל-קאעידה לא הוכחו, ובמכתב שנתגלה עם תפיסת סדאם חוסיין הוא אף קרא לתומכיו להיזהר משיתוף פעולה עם אנשי הארגון האסלאמיסטי.
השפעת המלחמה על הבחירות לנשיאות ארצות הברית.
הירידה בפופולריות של המלחמה תרמה רבות לעלייתו המפתיעה של הווארד דין במרוץ למינוי הדמוקרטי לנשיאות. מכיוון שהוא התנגד למלחמה עוד לפני פריצתה הוא ריכז סביב מועמדותו את רוב מתנגדי המלחמה, והראה כי בסיס התומכים של המפלגה מתנגד לה. בזאת הוא גרם גם למועמדים האחרים, בהם כאלה שתמכו מלכתחילה ביציאה למלחמה, להתחיל לתקוף את בוש על התנהלותו במלחמה. גם כאשר דין נשר מהמרוץ הפך הנושא לנקודה ראשית במסגרת מסע הבחירות. המועמד הסופי של המפלגה הדמוקרטית, ג'ון קרי, הירבה לומר, שבניגוד לבוש הוא יודע משהו באמת על נחיתה על נושאות מטוסים, ברומזו להכרזה של בוש על סיום המלחמה (וגם להשתמטותו של בוש ממלחמת וייטנאם, בעוד קרי עצמו הוא חייל מעוטר ממלחמה זו).
אמון הציבור בניהול המלחמה צנח, והשפיע על ירידתו של בוש בסקרים. גם לכידתו של סדאם שיפרה את תמיכת הציבור במלחמה ובנשיא בוש רק באופן זמני. למרות זאת ניצח בוש את קרי בבחירות של שנת 2004. השנים הראשונות של הקדנציה השנייה של ג'ורג' ווקר בוש לוותה בירידה נוספת בסקרים, עקב המשך הקרבות בעיראק והדיווחים על מקרי התעללות באוכלוסייה המקומית ובמיוחד בשבויים.
המשך הלחימה לאחר 2003.
ב-9 במאי 2003 מינה הנשיא בוש את הדיפלומט פול ברמר כשגריר מיוחד מטעמו לעיראק. ברמר היה למעשה הנציב העליון של עיראק שעמד בראש ה-CPA. המטרה המרכזית הייתה לנרמל את עיראק, לייצב אותה שלטונית ולבצע דמוקרטיזציה של עיראק. כאשר ברמר הגיע לעיראק היא הייתה מצויה באנרכיה שלטונית: בנייני ממשלה עלו באש ואזרחים בזזו את משרדי הממשלה ומוסדות ממלכתיים. האתגר הראשון שלו היה להפסיק תופעות אלו. ההחלטות הראשונות הבולטות שלו היו: בצו מספר 1: פירוק מפלגת הבעת', ואיסור על החברות בה. כל חברי הבעת' הבכירים אולצו לעזוב את משרותיהם במשרדי הממשלה, בצבא ובמערכת החינוך. הוראה מרכזית אחרת שלו בצו מספר 2, הייתה לפרק את הצבא העיראקי הסוני. בהחלטות אלו פגע בדומיננטיות הסונית של נאמני סאדאם חוסיין במרכזי השלטון העיראקי, אך גם ערער את היציבות השלטונית. החלטות אלו הובילו בין היתר לכך שעשרות אלפי קצינים וחיילים עיראקים סונים הלכו לבתיהם עם נשקיהם והיוו לאחר מכן כוח עתודה להתקוממות הסונית.
ביולי 2003 אישר ברמר את הקמתה של מועצת ממשל זמנית עיראקית של צירים שנבחרו מקרב קבוצות ויחידים שתמכו בפלישה האמריקנית. לברמר נשמרה זכות וטו על החלטות המועצה. במהלך כהונתו של ברמר שנמשכה 14 חודשים, אושרה בעיראק החוקה הזמנית, שהפכה לנושא שנוי במחלוקת, אבל צעדים אלו לא הובילו ליציבות שלטונית, והסונים שמודרו מהשלטון התארגנו והגיבו בפעילות טרור. המצב הביטחוני בעיראק בתקופה זו היה כה מעורער, עד כדי כך שברמר ואנשיו הסתגרו במתחם מוגן בארמונותיו לשעבר של סאדם חוסיין בבגדאד שנקרא "האזור הירוק", ובסיום כהונתו ב-28 ביוני 2004 כאשר הועברו הסמכויות הפורמליות משלטון הכיבוש האמריקאי לממשלה העיראקית הזמנית, בשל חשש לפיגוע ראווה, ברמר לא הוטס ישירות לארצות הברית במטוס מטען כפי שהיה נהוג, אלא הוברח בתרגילי הטעיה במטוס קטן לירדן ומשם הוטס לארצות הברית.