战争的第一阶段是战略空袭，摧毁伊拉克的战略目标，首先进行全面电子干扰。
在开战前的数月中，多国部队已经截获伊拉克的众多电子信号，查明了伊拉克各电台的高频、甚高频和特高频信号。
1991年1月16日，多国部队开始对伊境内的各种通信信号实施全面电子干扰，多国部队投入的电子战飞机有ef-111、ea-6b、ec-130等共60余架，ef-4g反雷达飞机24架，另有几颗电子侦察卫星及几十个地面无线电监听站。空袭开始后，伊军多数雷达处于迷盲状态，无法监视多国部队的飞机，致使其对空导弹无法截获空中目标，防空系统受到了严重的“软杀伤”。多国部队大量使用反雷达导弹，使伊军许多处于开机状态的雷达被摧毁。
第一波攻击
1991年1月17日凌晨，以米国为首的多国部队向伊拉克发起“沙漠风暴”空中打击作战行动。
1991年1月17日凌晨2时39分，9架装备有“地狱火”导弹和“九头蛇”火箭的ah-64“阿帕奇”攻击直升机组成的“诺曼底”特遣队在3架空军mh-53j“铺路激光”特种作战直升机的引导下，率先发起突击，摧毁了伊拉克边境上的2座预警雷达站。
1991年1月17日凌晨米第37战术战斗机联队的数架f-117“夜鹰”隐形战斗机飞过伊军预警雷达站，深入到伊拉克雷达覆盖区。
1991年1月17日凌晨2时51分，f-117“夜鹰”隐形战斗机投下了“沙漠风暴”行动的第一颗炸弹，攻击了伊拉克南部一个加固的防空截击指挥中心，接着又向伊拉克西部的一个地区防空作战中心投下第二颗炸弹。与此同时，其他f-117隐形战斗机也相继摧毁另外一些高等级目标。
1991年1月17日凌晨3时正，两架f-117a隐形战斗机对巴格达投下了首批炸弹。不久，“战斧”式巡航导弹开始袭击巴格达地区的目标。组成第一攻击波的攻击飞机实际上包括3个单独机群，其中包括30架f-117a隐形战斗机。在最初5分钟内，巴格达约20个防空系统、c3、电力和领导机构的关键目标遭到隐形战斗机的攻击。在1个小时内，另外25外同类目标以及配电站和化学武器设施也遭到袭击。
1991年1月17日凌晨3时许从米国路易斯安那的巴克斯代尔空军基地起飞的b-52战略轰炸机经过11小时航行抵达伊拉克上空，从空中发射了35枚常规巡航导弹，袭击了伊拉克军用通信站、发电厂和输电设施。
在最初的24小时内，部署在波斯湾和红海上的7艘战舰共发射了116枚“战斧”式巡航导弹，袭击了巴格达及附近16个严密设防的目标，一定程度上破坏了伊拉克的发电设施及指控控制能力。
米海军的飞机也加入了对伊空袭作战，它们从红海和波斯湾以及波斯湾周围的基地起飞，攻击了巴格达附近以及伊拉克西南部、东南部的目标。从红海“肯尼迪”号和“萨拉托加”号航母起飞的海军飞机，与米空军和英皇家空军的飞机一起，对巴格达和伊拉克西部严密设防的机场实施了攻击。其目标主要包括“飞毛腿”导弹发射场、机场和防空系统。此外，米海军的作战飞机还执行了许多压制伊防空系统的电子战任务。与此同时，英国皇家空军、沙特皇家空军以及驻沙特东部的科威特空军，则从中路袭击了伊拉克南部和中部地区的固定战略目标。
第二波攻击
1991年1月17日黎明，多国部队第二波攻击开始。由于一些适于白天作战的飞机加入，空袭的规模进一步扩大。整个昼间，米空军的a-10“雷电”攻击机出动了150架次，袭击了科威特战区和伊境内的雷达站，而f-16战斗机则重点攻击科威特战区内的机场和许多地对空导弹发射场。在拂晓前后的几个小时中，米海军陆战队的百余架飞机突击了伊军严密设防的泰利勒、谢拜人古尔奈和鲁迈拉等伊空军基地停放在跑道上或飞机掩体里的飞机。其中31架飞机攻击了泰利勒机场，36架飞机担负着袭击巴士拉城内及周围地区其他目标的任务，10余架飞机突击了严密设防的谢拜机场。另外，还有一些飞机攻击了巴士拉郊外阿马拉的机场、桥梁和铁路调度场。
“沙漠风暴”行动发起后的第一天傍晚，伊拉克战略c3网络、号称固若金汤的战略防空系统以及主要的领导指挥设施都遭到多国部队空军的毁灭性打击。部分已探明的核生化武器和设施也遭到了不同程度的打击。此外，多国部队的空中力量还挫败了伊空军进行协同抵抗的企图。
第三波攻击
1991年1月17日夜幕降临时，多国部队发起了第三波空中攻击，打击的重点仍是伊拉克的战略目标，尤其是一体化防空系统。黄昏后不久，多国部队的f-111和a-6e飞机袭击了伊拉克机场。这一天，驻扎在土耳其因契尔利克空军基地的米联合特遣队精锐部队的飞机集中攻击了伊拉克北部的摩苏尔、基尔库克、提克里特、盖雅拉和埃尔比勒等地区的目标。其间，该部编成内的ec-130、kc-135和ef-111a等支援飞机在f-15战斗机的掩护下于伊拉克北部边界附近建立了空中航道。到第一个24小时结束时，巴格达市内及附近约40多个关键目标被击中。
1991年1月18日，多国部队的空中力量仍继续对伊拉克境内及科威特战区的战略目标展开全方位打击。从凌晨4时到5时30分，多国部队出动80多架具有夜战能力的飞机，如f-117a、f-15e、f-111、