Ebben az időszakban az ő feladata volt kideríteni, hogy mi az iraki kormány célja a megvásárolt alumínium csövekkel. A Fehér Ház az Iraki háborút megelőzően CIA elemzőkre hivatkozva állította azt, hogy Irak ezeket az eszközöket atomfegyver előállítása érdekében szerezte meg. David Corn és Michael Isikoff publicisták erősen támadták emiatt a Bush-adminisztrációt, mert Plame és kollégái munkája a CIA Fegyverleszerelési központjában ezeket a kormányzati kijelentéseket nem támasztotta alá. Ennek ellenére a CIA elküldte Nigerbe Joseph C. Wilson diplomatát – Plame férjét –, hogy vizsgálja meg mekkora a valószínűsége annak, hogy az országból nukleáris alapanyagot szállítsanak Irakba.