"Constellation" lên đường vào ngày 16 tháng 3, 2001 cho lượt biệt phái hoạt động thứ 20, và đi đến vùng vịnh vào ngày 30 tháng 4, lập tức tham gia các hoạt động giám sát vùng cấm bay miền Nam Iraq. Nó hoàn thành nhiệm vụ vào ngày 4 tháng 8, sau khi đã tiến hành nhiều phi vụ tấn công nhằm đáp trả phía Iraq đã vi phạm vùng cấm bay. Chiếc tàu sân bay rời Trân Châu Cảng vào ngày 9 tháng 9 cho hành trình quay về trong khuôn khổ một chuyến đi nghỉ ngơi đến quần đảo Hawaii có thân nhân thủy thủ đoàn cùng tham gia; và nó đang trên nữa chặng đường từ Trân Châu Cảng đến San Diego khi xảy ra vụ tấn công khủng bố ngày 11 tháng 9. Sau khi cân nhắc ý kiến quay đầu đội tác chiến trở lại, chiếc tàu sân bay được phép tiếp tục lộ trình, về đến San Diego vào ngày 14 tháng 9.