Vào tháng 10, 2001, sau khi xảy ra Cuộc tấn công khủng bố ngày 11 tháng 9, "Kitty Hawk" được phái đến khu vực phía Bắc biển Ả Rập để bắt đầu Chiến dịch Tự do Bền vững tấn công lực lượng khủng bố tại Afghanistan. Nó phục vụ như căn cứ tập trung nổi tiền phương cho Trung đoàn 160 Đặc nhiệm Đổ bô đường không với một liên đội không quân rút gọn. Con tàu lên đường vào tháng 4, 2002 cho một đợt huấn luyện thường lệ vào mùa Xuân, và đã ghé qua các cảng Guam, Singapore và Hong Kong. Sang mùa Thu, nó thực hành huấn luyện tại khu vực Tây Thái Bình Dương, và tham gia cuộc Tập trận AnnualEx 14G phối hợp cùng các đơn vị Không quân Hoa Kỳ và tàu chiến thuộc Lực lượng Phòng vệ Biển Nhật Bản tại vùng biển chung quanh quần đảo Nhật Bản, sau đó con tàu viếng thăm Hong Kong.