Когда выяснилось, что первые три дня налетов не привели к полному уничтожению авиации и системы ПВО Ирака и к параличу командования иракскими вооруженными силами, руководство коалиции приняло решение продолжать массированные бомбардировки. Атаки с воздуха происходили в течение нескольких недель. В среднем в день свершалось около 2,5 тысяч боевых вылетов. С начала февраля атакам с воздуха подвергались также позиции иракской армии в Кувейте и казармы элитной республиканской гвардии на юге Ирака. Были уничтожены мосты через Тигр и Евфрат, вследствие чего войска Хусейна в Кувейте оказались изолированы от большей части территории Ирака. Иракские позиции также обстреливали 406-мм орудия американских линкоров.
23 января иракцы открыли вентили насосов танкерного терминала в Кувейте. Северная часть Персидского залива покрылась нефтью. Утечку удалось, однако, вскоре приостановить, так как точные удары американских штурмовиков F-111 вывели из строя коллекторы, контролирующие нефтяной поток.
Боевые действия на суше в это время ограничивались мелкими стычками. Американские морские пехотинцы захватили несколько мелких объектов на побережье Кувейта. С конца января иракцы стали уничтожать кувейтские нефтяные скважины и нефтехранилища. 30 января две иракские бригады попытались вторгнуться на саудовскую территорию в районе Рас-эль-Хафуши, но были разбиты саудовской национальной гвардией при поддержке американской авиации и морской пехоты.
15 февраля Ирак заявил о готовности уйти из Кувейта, однако не указал какие-либо временные рамки для отвода своих войск. Союзники не сочли это заявление серьезным и 24 февраля начали наземную операцию в Кувейте. Наступление велось по трем направлениям. На приморском фланге наступали 1-я и 2-я дивизии морской пехоты США и пехотные и танковые дивизии Саудовской Армии, Египта, Кувейта и Сирии. На центральном участке фронта удар наносили бронетанковые дивизии 7-го американского корпуса и 1-я английская бронетанковая дивизия. На западном, вспомогательном направлении действовали французские 4-я аэромобильная и 6-я бронетанковая дивизии. В резерве остался 18-й воздушно-десантный корпус США. Он должен был наступать на крайнем западном фланге и выйти к Евфрату.
В час ночи 24 февраля линкор «Миссури» начал обстрел кувейтского побережья и имитировал высадку десанта, чтобы отвлечь внимание противника. В 4 часа утра после артиллерийской подготовки началось основное наступление на Эль-Кувейт, Басру и Насирию. Для захвата эль-кувейтского аэропорта и островов Файлака и Бубиян были выброшены парашютные десанты. 25 февраля союзники освободили столицу эмирата. Попытки контратак со стороны вторых эшелонов 3-й и 7-й иракской армий были подавлены ударами с воздуха. Иракские солдаты, деморализованные непрерывными воздушными налетами, оказывали лишь слабое сопротивление. Американские, английские и французские войска прошли по иракской территории восточнее кувейтской границы и вышли в тыл частям республиканской гвардии.
Иракские войска оказались окруженными в Кувейте и в районах Басры и Насирии. 27 февраля территория Кувейта была полностью освобождена, а на следующий день капитулировала иракская армия на юге Ирака.
Президент Буш отдал приказ о прекращении боевых действий. Полная оккупация Ирака и падение режима Хусейна могли привести к непредсказуемым геополитическим последствиям, зачастую нежелательным для США и других участников коалиции. Вполне реальным становился распад Ирака и провозглашение на севере страны Курдского государства, что неизбежно вызвало бы активизацию партизанской войны на курдских территориях Ирана и Турции. Полная ликвидация иракской армии ликвидировала бы противовес для таких недружественных США, но враждебных Ираку стран как Иран и Сирия. Американцы хотели бы падения диктатуры С. Хусейна, который представлял угрозу миру в регионе Персидского залива и втайне разрабатывал ядерное и химическое оружие, но в тот момент падение хусейновского режима привело бы и к распаду Ирака, что было бы не в интересах США.
3 марта генерал Шварцкопф и саудовский принц Халид вместе с другими руководителями войск коалиции встретились с иракскими генералами в Сафване на границе Ирака и Кувейта. Ирак вынужден был принять все условия перемирия, продиктованные союзниками. Уничтожались все программы Ирака, могущие служить производству оружия массового поражения, и все средства доставки такого оружия, имеющиеся в распоряжении Ирака, в том числе ракеты СКАД. Союзная авиация получила права контроля воздушного пространства на севере и юге страны, а инспектора ООН — возможность посещать любые военные и гражданские объекты.