美国要对阿富汗塔利班政权动武，本是蓄谋已久的事情。“9·11”恐怖袭击事件加快了布什政府对阿动武的步伐。但要真正付诸实施，还要进行一系列的准备工作。
“9·11”恐怖事件发生后，美国政府在加紧调查取证和处理善后事宜的同时，迅速做出了以军事手段反击恐怖袭击的决策，并根据作战对象、作战地形和社会情况等实际，建立了三级指挥体制，制定了全方位打击计划。
恐怖袭击后6小时，布什在内布拉斯加州的奥富特空军基地与远在白宫的副总统切尼、国家安全事务助理赖斯、国防部长拉姆斯菲尔德及国家安全委员会其他成员召开电视电话会议，定下了实施军事报复行动的决策。9月13日，布什要求国防部尽快制定军事打击行动计划，其中包括进行大规模轰炸、小规模秘密行动、地面进攻及主要依靠阿富汗反塔联盟等力量实施“代理人战”
等。14日，布什宣布进入全国紧急状态。15日，布什又宣布美国进入战争状态，并命令美军做好军事打击的充分准备。
为了彻底铲除“基地”组织并推翻其庇护者-塔利班政权，美国政府成立了战时内阁，美军建立了战区联合指挥中心和前方指挥中心，形成了三级指挥机构。
战时内阁由总统布什、副总统切尼、国务卿鲍威尔、国防部长拉姆斯菲尔德、国家安全事务助理赖斯、司法部部长阿什克罗夫特、联邦调查局局长米勒、中央情报局局长特尼特及参谋长联席会议主席迈尔斯上将等组成。其主要使命是直接领导战争进程，监督制定作战计划，合理确定打击目标。
对阿富汗实施作战行动的战区联合指挥中心隶属美军中央司令部，设在美国佛罗里达州帕坦的麦克迪尔空军基地负责对阿富汗所有战役行动的作战指挥。主要人员包括中央司令部总司令弗兰克斯上将、中央司令部副总司令迪龙中将、中央司令部海军司令兼第5舰队司令莫尔中将、陆军第3军和中央司令部陆军司令米科拉谢克中将、中央司令部空军司令华德中将等。
此次“持久自由”行动中，弗兰克斯任行动总指挥，他与国防部长拉姆斯菲尔德、参谋长联席会议主席迈尔斯一起，组成了布什政府对阿富汗军事打击行动的指挥决策小组。
根据布什总统和战时内阁的要求，美国跨部门反恐怖指挥协调机构在短时间内制定了包括法律、经济、外交、军事手段在内的反恐怖长期战争综合计划。
国防部在此基础上，研究制定了打击塔利班政权和“基地”组织的军事行动计划。该计划包括空中火力打击、特种作战、地面进攻等不同规模的多种行动方案。同时，还确立了以推翻塔利班政权、抓捕拉登为主的作战目的，以及以空中火力打击为主，突出特种作战，充分发挥反塔联盟的作用，慎重实施大规模地面战的战争指导思想。
在军事打击行动方面，美军计划首先打击拉登可能的藏身之处，并将一些重要目标列入重点打击范围。主要包括：阿富汗首都喀布尔的军用机场、政府办公楼以及喀布尔北部的塔利班兵营和要塞；拉登在阿富汗境内设立的训练营地，包括阿富汗东部城市贾拉拉巴德附近的2个训练营，以及沿阿巴边界5省库纳尔、楠格哈尔、卢格尔、帕克蒂亚和坎大哈设立的5个训练营；阿富汗东南部军事重镇坎大哈市及其附近的机场；拉登属下居住的数百栋建筑物，其中一处住宅区位于坎大哈，另一处位于阿富汗中部的洛加尔省；贾拉拉巴德市内和周围地区的机场及军事基地；库纳尔省的机场和军事基地；赫拉特市附近靠近阿富汗和伊朗边界的塔利班卫戍区和机场；阿富汗西南部信丹德的塔利班空军基地等。这些目标大多由先期潜入阿富汗境内的美军特种部队标定，高层指挥机构进行了反复权衡，既考虑到政治、外交影响，防止伤害无辜平民，又着眼军事目的，力求最大限度打击对方。
此外，为配合军事打击行动，美国政府还综合运用金融战、信息战、情报战和法律战等多种手段，开展了对国际恐怖组织的全方位打击。
作战计划拟定之后，美国及其盟国迅速从位于世界各地的基地调集部队，向阿富汗附近的中亚地区集结兵力。
至战争打响时，美国及其盟国的军队已对阿富汗形成四面合围之势。
东路，以部署在阿拉伯海的“企业”号、“卡尔·文森”号航空母舰战斗群和部署在印度洋的“小鹰”号航空母舰战斗群为主，拥有飞机近200架，可随时发动大规模攻击。南路，为给军事打击行动创造条件，美国争取到巴基斯坦的协助。巴方同意美军飞机进出其领空执行作战任务并提供了必要的援助。同时，巴基斯坦还关闭了与阿富汗接壤的边境。西路，美军在土耳其的因契利克空军基地共有F-15、F-16等各型飞机50多架，在科威特和沙特共有各型飞机140架，可随时从这些基地出发，直飞至阿富汗实施轰炸。同时，土耳其陆军也进入最高戒备状态，以便随时协助美军出击。北路，经与俄罗斯协商，美军可使用俄联邦位于塔吉克斯坦和乌兹别克斯坦的空军基地及军事设施，派遣空军和地面部队从北面向塔利班武装和“基地”组织发起攻击。
英军及其他国家参战力量与部署是：
英国空军在海湾地区共部署约30架飞机，主要包括“旋风”GR4／GR4A型战斗轰炸机、“旋风”F-3战斗机、“猎迷”MR2侦察机、VC-10型空中加油机、E-3D预警机、“鹞”式GR7战斗机等。此外，加拿大派出4个飞行小队，澳大利亚派遣4架F／A-18、2架P-3飞机参战。
英国皇家海军共有24艘舰艇，在“卓越”号航空母舰的带领下部署在海湾地区。其中，“卓越”号航空母舰编队10艘、两栖大队8艘、扫雷舰大队6艘。
2001年9月20日，该舰队与增援的“海洋”号直升机航空母舰率领的舰队会合后，英军在海湾地区的舰艇达到近30艘。同时，英国皇家海军还派遣3艘“特拉法尔加”级核动力潜艇到达海湾地区。此外，战争开始前，加拿大向海湾地区派遣了5艘军舰，澳大利亚派出3艘军舰，北约向地中海派出了6艘军舰。
英军在海湾地区的地面部队，包括第1装甲师、第4装甲旅、皇家特别空勤团等。此外，在战争准备和战争过程中，加拿大、德国、澳大利亚、法国、土耳其、荷兰、意大利、西班牙、捷克、波兰、日本、韩国、约旦等国，也分别派遣少量的陆军特种部队、步兵、工兵、防化兵、海军支援舰艇及空军的预警飞机、作战飞机等协助美军作战。其中，加拿大、德国、澳大利亚、法国分别派遣了约1500人左右的部队抵达阿富汗及其周边地区，协助美军展开作战行动。他们是除英国外派兵最多的几个国家。
参加打击塔利班作战行动的反塔联盟作战力量主要有：以总统拉巴尼为首的“保卫祖国最高委员会”，由拉巴尼、马苏德领导的伊斯兰促进会，杜斯塔姆领导的伊斯兰民族运动和哈利利领导的伊斯兰统一党，以及一些小党派共同组成的反塔利班联盟。由于拉巴尼和马苏德的势力集中在阿富汗东北部，杜斯塔姆势力在西北部，哈利利势力在中北部，故从地理概念上也称之为“北方联盟”。
此外，还有阿富汗南部普什图族武装发动起义，在美军和反塔联盟配合下，成为夺取坎大哈的主要力量。
据有关资料统计，反塔联盟参战力量总人数约15000～20000人，其中包括3000名新召入伍的后备役武装人员，其部队的主要武器装备种类和数量如下：轻武器有AK-47自动步枪，机枪，火箭筒，枪榴弹，无后坐力炮；坦克和装甲部队共有60～70辆装甲车辆，包括T-62、T-54、T-55主战坦克，BMP步兵战斗车，BTR装甲运兵车以及BRDM-2侦察车；炮兵有107、122、130、220毫米多管火箭发射车，76、82、120毫米迫击炮，100、122、152毫米各型火炮；防空武器有ZSU-23-4、ZU-23-2自行高炮，“毒刺”地对空导弹；另有FROC-7地对地导弹，飞毛腿B型近程弹道导弹（最多25～30枚）；空军有运输直升机8架，运输机3～4架。
面对美军大兵压境的态势，塔利班武装和“基地”组织深知战争已不可避免。他们一方面通过阿富汗和其他阿拉伯国家的宣传媒介与美国展开外交战，争取国际社会同情，拖延美国军事打击行动的准备进程。另一方面，塔利班武装多次召开高层会议商讨对策，有针对性地调整了阿境内的军事力量部署，并展开全民动员，大量分发武器，修筑防御工事，加紧进行战争准备，以应对美军的军事打击。
2001年9月，英国《简氏防务周刊》公布了塔利班武装和基地组织的兵力和武器装备状况：塔利班的武装战斗人员45000～50000人；轻武器主要是AK-47自动步枪、机枪、火箭筒、枪榴弹、无后坐力炮；坦克和装甲部队共有650辆坦克和装甲车，包括T-62、T-54、T-55主战坦克，BMP步兵战斗车，BTR装甲运兵车以及BRDM-2侦察车；炮兵主要是122、152毫米等型火炮，107、122毫米多管火箭炮，76、82、120毫米迫击炮；防空兵主要是23毫米ZU-23-2自行高炮、100毫米高射炮，并拥有美制“毒刺”地对空导弹；空军有苏-22战斗机10架、米格-21战斗机5架、运输直升机10架以及运输机40架。
塔利班武装的武器装备以轻武器为主，重型武器装备由于长期缺乏零配件和保养条件，多数无法使用。据反塔联盟人员分析，塔利班武装能够正常使用的坦克不足30辆，米格-21、苏-22战斗机15架，飞毛腿导弹7～10枚，“毒刺”
地对空导弹300枚（多数接近有效期限）。
“基地”组织在阿富汗境内拥有约55个据点和训练基地，下辖1.3万余人，其中包括阿拉伯人、巴基斯坦人、菲律宾人、车臣人，以及3500名巴基斯坦原教旨主义者。在卢格尔省的一个基地里，还有一部分数量不明的捷克人和保加利亚人，以及来自利比亚、突尼斯和埃及的教练员。主要军事力量是驻守在喀布尔南部地区的第55旅。该旅拥有5000余人，其中包括1500名阿拉伯和巴基斯坦的原教旨主义者，由拉登的副手阿提夫统率。
“基地”组织在阿境内的绝大部分军事设施位于喀布尔城内及周边地区、坎大哈南部、贾拉拉巴德东部以及阿富汗北部的马扎里沙里夫等地。此外，该组织在阿东部山区还建造了许多具备防空功能的洞穴，洞内设施齐全，藏有大量武器装备，可以抵御炸弹和导弹的攻击。
“基地”组织成员除了学习使用自动步枪、手枪、机关枪、火箭筒和爆破等普通作战技能外，重点学习如何进行暗杀、破坏、放毒和制造炸药等“四大技能”。他们配备有比塔利班武装力量更为先进的武器，战斗力也比塔利班武装强得多。
战前，塔利班武装和“基地”组织的主要力量集中部署在阿富汗中部、东部、南部及西部主要城市。其中，首都喀布尔及其周围地区集结了塔利班武装和“基地”组织的主要兵力，南部和西部兵力较少。
战争准备期间，奥马尔多次召开塔利班军事领导人会议，研究美国对阿富汗进行军事打击可能采取的方法，对塔利班部队进行了紧急部署和调整，向阿富汗北部重镇马扎里沙里夫和昆都士等城市增派了一部兵力及部分外国雇佣军，用于增援北部地区主要城市防守力量。同时，奥马尔和塔利班武装其他领导人全部离开原驻地和办公地点，转移到秘密藏身处。
以美军与英军为首的打击阿富汗塔利班政权和“基地”组织的反恐作战，从2001年10月7日的空袭行动开始，这次被称做“自由行动”计划的空袭行动，大体分为两个大的阶段。