战争的第二阶段是夺取科威特战区制空权。
从第二周开始，多国部队将空袭的重点转移到了夺取科威特战区制空权上来。从1月23日起，多国部队开始使用重达近1000公斤的加固弹壳钻地激光制导炸弹，直接攻击藏在掩体内的飞机。美f-117a“夜鹰”隐形飞机重点袭击了拜莱德和其他一些机场周围的加固掩体，米f-111“土豚”战斗轰炸机和英国皇家空军的“旋风”与“掠夺者”飞机则从空中攻击其他机场的掩体。此间，多国部队的其他作战飞机提供压制伊拉克防空系统和提供掩护的支援。
在攻击过程中，每架米制f-111“土豚”战斗轰炸机携带多达4枚特制炸弹。通常情况下，多国部队的一次攻击出动f-111飞机20架。由于所有飞机必须在7分钟内将所携带的精确制导炸弹投向目标，因此相当于每秒钟投掷一枚炸弹。在多国部队的打击下，许多隐藏在掩体内的伊拉克飞机被摧毁。为避免空中力量被全歼，伊拉克政府决定将部分飞机转移到伊朗境内。从1月26日起，约80架伊拉克作战飞机越过边界逃往伊朗。多国部队迅速作出反应，先后派出f-15和f-14战斗机在巴格达和伊朗边界之间进行拦阻性空中巡逻，并击落了几架伊空军的米格-23飞机。此后几天内，伊拉克飞机被迫停止了逃亡行动。1月27日，米中央总部司令施瓦茨科普夫将军宣布：伊空军已经失去战斗力，多国部队掌握了制空权。
由于天气转晴，多国部队更多的成员国开始参加或增加了参战强度：卡塔尔空军开始首次执行作战任务，法国空军也将其作战行动地域由原来的科威特战区扩大到伊拉克全境。在此期间，切断伊拉克通往科威特战区运输线的空袭行动业已展开。此外，多国部队空中突击计划人员从这一天起开始增加力量以孤立和摧毁伊共和国卫队和在科威特战区的伊陆军部队。1月29日，伊拉克地面部队突入沙特阿拉伯没有设防的边境城镇海夫吉，多国部队遂抽出部队空中力量对伊军己空入的部队及后续部队进行突击。
在“沙漠风暴”第二阶段的7天作战中，多国部队共出动飞机1.8万余架次，仅损失作战飞机3架，1架为美军的f-16，1架为美军的av-8b“鹞”式垂直起降攻击机和1架英国皇家空军的gr-1飞机。伊空军在空中格斗中损失飞机11架。与第一阶段相比，多国部队出动的飞机次数增加近50,但损失的飞机数量却仅为前一阶段的。
战争的第三阶段是为地面作战进行战场准备。
从第三周开始，多国部队的空中打击进入第三阶段，即进行战场准备，为地面进攻奠定基础。具体行动如下：
1、继续破坏伊拉克境内的重要桥梁：
巴格达与科威特战区之间交通线上的某些桥梁担负着双重任务，一方面用于伊军向前线运输补给品，另一方面，也是伊拉克通信电缆的载体。多国部队空中力量切断从巴士拉向南、经祖拜尔到科威特里斯河和幼发拉底河上桥梁的行动取得了显著效果。遮断攻击大大减少了从巴格达到科威特战区的补给运输，使科威特战区内的伊军后勤供应变得极为困难和缓慢。到2月4日，抵达科威特战区的补给数量已低于维持作战所需要的水平。多国部队轰炸桥梁和伊军的c3系统对科威特战区内伊军的通信指挥网造成了严重破坏。
到2月初，沿科沙边界线部署的军和师的指挥部之间以及师与其下属部队之间的通信联络开始时断时续。
2、摧毁科威特战区内伊军装甲车辆：
摧毁科威特战区内伊军的装甲车辆，是多国部队进行战场准备的重要内容。为了躲避多国部队的空中打击，伊军对装甲车辆进行了精心伪装，伊军的坦克和火炮已疏散配置，并掩蔽在堑壕里，仅露出炮塔，周围垒起沙袋，围以沙堤。2月初，一架傍晚时分返回基地的多国部队f-111飞机的飞行员发现，利用前视红外装置可以发现埋藏在沙漠中的装甲车辆，并很容易确定装甲车辆的位置。
2月8日，多国部队f-111战斗机率先使用了这种称之为“射击坦克”的新战术：携带4枚约250公斤重的gbv-12激光制导炸弹的f-111战斗机采用这种方法轻而易举地找到了单个坦克目标，并将其摧毁。这一战术得到了多国部队空中部队司令部的认可，不久，a-6e和f-15e飞机也采用了这种战术，并取得了同样的效果。
3、实施强大的心理战：
多国部队的空中力量在以火力全方位突击伊、科境内各类目标的同时，还撒下了数以百万计的心理战传单，号召伊拉克军队远离自己的武器装备，主要向多国部队投降，以免遭到攻击。大部分传单由-130飞机散发，f-16和其他飞机也参加了向伊军散发传单和警告的任务。此外，vh-1n直升机还载着会阿拉伯语的人员用扩音器喊话，沿科威特边境劝说伊军士兵投降。
多国部队统计，在第三周内，他们共摧毁伊军坦克300余辆、装甲输送车约350辆、火炮200余门。
第四周，多国部队攻击的重点仍然是科威特战区内的伊拉克部队，“射击坦克”的攻击战术得到全面运用。这时，伊拉克海军已不再是一支有效的作战力量；伊空军和许多飞机或者被持中立态度的伊朗扣留，或者在伊拉克被炸毁；伊战略防空系统也失去应有的作用；伊地面部队的作战能力在多国部队空中力量打击下严重削弱；伊全国的电力网已经瘫