Vom 8. bis zum 16. November 2004 kam es im Rahmen der Operation Phantom Fury zu erneuten Kämpfen. Da die Falludscha-Brigade aus verschiedenen Gründen den Zustrom von Widerstandskämpfern nicht aufhalten konnte, war die Stadt zu einem Refugium für Rebellen und Islamisten geworden, das nach Ansicht des US-Militärs als Ausgangspunkt für zahlreiche Aktionen der Aufständischen genutzt wurde. Des Weiteren wurde der irakische Kämpfer Abu Musab az-Zarqawi in der Stadt vermutet. Infolgedessen wurde die Bevölkerung aufgefordert, die Stadt zu verlassen, dem viele der Einwohner der Stadt nachkamen. Associated Press berichtete, dass die US-Truppen ab Anfang November Männer und Jungen im Alter von 15 bis 65 Jahren am Verlassen der Stadt hinderten. Im Rahmen der Offensive wurden laut US-Angaben etwa 1200 Rebellen getötet. Zarqawi wurde nicht gefasst. Auf amerikanischer Seite fielen 71 Soldaten, 621 wurden verwundet. Laut der englischen Organisation "Iraqi Body Count" starben etwa 700 Zivilisten.