NATO var ikke direkte involvert da USA, sammen med en «koalisjon av villige», gikk til krig mot Irak våren 2003. I forkant av krigsutbruddet ble imidlertid artikkel IV, som fastslår et medlemslands rett til konsultasjoner og felles forsvarsforberedelser, aktivert av Tyrkia, som fryktet at landet kunne bli utsatt for et motangrep fra Irak dersom USA benyttet landet som base for angrepet mot Irak. Situasjonen utløste en nær krise i NATO fordi Frankrike, Tyskland, Belgia og Luxembourg, som var sterkt imot USAs planer om å angripe Irak, lenge nektet å delta i felles forsvarsforberedelsene i situasjonen som forelå. Etter invasjonen har NATO hatt ansvar for trening av sikkerhetsstyrker for de nye USA-støttede myndighetene i Irak.