アルジャジーラ記者ヨスリ・フォウダの報告によれば、アルカイダ幹部のハリド・シェイク・モハメドは2002年4月に、自らが同時多発テロを計画したことを認めた。モハメドは逮捕された後の2007年にも犯行を自供した。アメリカ議会調査委員会による同時多発テロ事件の最終報告書は、モハメドを911テロの主たる企画者として紹介しており、彼のアメリカに対する敵意は「イスラエルに好意的なアメリカの外交政策との著しい意見の不一致」に起因すると結論づけた。モハメドは1993年の世界貿易センター爆破事件にも関与しており、主犯ラムジ・ユセフの叔父でもあった。モハメドは2003年3月1日にパキスタンのラーワルピンディーで逮捕された。逮捕後、モハメドは複数のCIA秘密軍事施設とグアンタナモ湾収容キャンプに拘留され、尋問中にウォーターボーディングを含む拷問を受けた。2007年3月にグアンタナモ湾で行われた聴聞会において、モハメドは自らには「9月11日の作戦について初めから終わりまで全ての責任があった」と証言した上で、この証言は強要の下でなされたものではないと述べた。
アメリカ同時多発テロ事件の首謀者は、イスラーム過激派テロ組織「アルカイダ」の指導者ウサマ・ビンラディンとされている。当初、ビンラディンは事件への関与を否定していたが、2004年には前言を撤回し、同時多発テロ事件への関与を公に認めた。2001年9月16日、アルジャジーラ上でビンラディンによるビデオ声明が放送された。声明の中でビンラディンは、「私は攻撃を実行していないと強調する。攻撃は別の個人によって、彼自身の動機に基づいて実行されたように見える」と述べた。2001年11月、アメリカ軍はアフガニスタン東部のジャラーラーバードで1本のビデオテープを回収した。このテープにはビンラディンと他のアルカイダ構成員との会話が記録されており、その中でビンラディンは同時多発テロを事前に知っていたことを認めていた。 2004年のアメリカ大統領選挙の直前、ビンラディンは新たなビデオ声明を発表し、アルカイダが同時多発テロ事件に関与したことを公式に認めた。この声明の中でビンラーディンは、事件への自らの直接的関与を認め、テロ攻撃を実行した動機について以下のように述べた。1982年、アメリカはイスラエルがレバノンを侵略することを許可し、侵略を助けるためアメリカ第6艦隊を派遣した……レバノンの破壊されたタワーを目にした私の心に、我々も迫害者たちを同じやり方で罰するべきだという考えが浮かんだ。我々はアメリカのタワーを破壊して、我々が体験したものの一端を迫害者たちにも体験させるべきであり、そうすることで彼らが我々の女や子供を殺すのを思いとどまるようにすべきだと考えた。 2006年9月にアルジャジーラが入手したビデオテープには、ビンラディンとラムジ・ビン・アル＝シブが、2人のハイジャック犯（ハムザ・アル＝ガームディーおよびワイル・アル＝シェフリ）と共に同時多発テロの準備をしている模様が記録されていた。ビンラディンは、同時多発テロ事件に関してアメリカ政府当局から正式に起訴されたことはなかったが、ケニアの首都ナイロビとタンザニアの首都ダルエスサラームにおけるアメリカ大使館爆破事件に関する容疑でFBI10大最重要指名手配者に指定されていた。2011年5月2日、10年間の追跡の末に、アメリカ軍特殊部隊はパキスタンのアボッターバードに潜伏していたビンラディンを急襲の上で殺害した。なお、この時の映像は当時のオバマ大統領ら閣僚に生中継された。
フリーとしてPRIDEに参戦。デビュー戦となった2001年9月のPRIDE.16のアスエリオ・シウバ戦では前田日明のテーマ曲である「キャプチュード」で入場するも、開始11秒でTKO負け。2001年12月12日付けで高田延彦主宰の高田道場へ移籍。12月23日、PRIDE.18でヤン・"ザ・ジャイアント"・ノルキヤから腕ひしぎ十字固めで一本勝ちを収めた。通常は心機一転と言うところを一気進展とマイク。以降は、ボブ・サップ、ガイ・メッツァー、ヒース・ヒーリングといった強豪と対戦し敗退。アレクサンダー大塚には勝利しているが、大塚の負傷（右ふくらはぎの筋断裂）によるものである。2003年に行われたPRIDE武士道への出場権を賭けた高田道場内での非公式戦では、松井大二郎に一本勝ち。2003年11月9日のヒース・ヒーリング戦より、リングネームを本名に戻した。2004年2月1日、PRIDE.27でPRIDEヘビー級グランプリの出場権を賭け、PRIDEに復帰したマーク・ケアーと対戦。試合開始直後にケアーがタックルを試み山本はそのままマットに倒されたが、ケアーはリングに頭を強打し失神、そのままパウンドを連打した山本のTKO勝ちとなった。山本は「プロレスラーなんでね、とっさにDDTを使ってしまった。まぁ彼の心が折れたんでしょうね」と発言。テレビのレポーターとして山本に接した浅草キッドと大槻ケンヂがDDTではないかと誘導質問して煽ったのを受けた山本の発言だったが、ケアーの首をクラッチできておらず、高田延彦はこの発言を問題視し、ヘビー級GP出場は保留にされ新たに査定試合が組まれることとなった。その2週間後の2月15日、PRIDE 武士道 -其の弐-で再度PRIDEヘビー級グランプリの出場権を賭けミルコ・クロコップと戦う。このマッチメイクは、マーク・ケアー戦後の山本の発言と態度にファンからの抗議電話が殺到したのを受けた制裁マッチだとも言われた。試合は、ミルコのタックルの防御に対し、山本はこれをサミング行為とみなして2度アピールするも観客からはブーイングをもらい（また、ミルコの攻撃にニヤニヤと笑みを浮かべるなど、良くない印象を与えた）、しかもその行為がミルコを怒らせてしまい、山本はミルコの一方的な攻撃を受けてTKO負けを喫した。2004年5月23日、PRIDE 武士道 -其の参-でチェ・ム・ベと対戦し、判定負け。この試合が山本のPRIDEにおける最後の試合となった。2003年頃に虫垂炎を悪化させて腸閉塞になる。2004年8月には血便で初期の大腸癌が発見されて手術を受けた。