“9·11”恐怖袭击发生当日，美国政府即迅速采取了一系列应对恐怖袭击的措施：
——9点20分，美国总统布什即发表讲话宣称，美国政府已采取适当措施保护美国人民，将追查并严惩制造爆炸事件的恐怖分子。
——9点21分，纽约市全部隧道及大桥关闭。
——9点40分，五角大楼发出最高国家安全警告。美国联邦航空局下令关闭所有机场，命令所有国内航班停飞。
——10点5分，白宫、财政部、国务院及其他主要政府机构内的人员开始撤离。
——10点25分，美国命令所有飞往美国的国际航班飞往加拿大。11点4分，联合国总部疏散。
——美国各地迅速进入戒备状态。特勤人员立即将在华盛顿的副总统切尼护送到总统的紧急作战中心坐镇指挥。当得知“空军一号”是下一个目标时，切尼立即电告在佛州刚刚登上总统专机的布什，要他千万不要立刻飞返华盛顿。洛杉矶处于全面战术警备状态；加州宣布处于高度戒备；关闭所有入境关口，关闭美国墨西哥边境；五角大楼附近布置部分军队；发现不明飞机，一律击毁；出动F-16战机负责拦截任何被劫持的客机，以阻止更大灾难的发生。“肯尼迪号”航母、“华盛顿号”航母等多艘军舰已经在美国东海岸严阵以待。美国在海外的军队也全面处于高度戒备状态。
——美国国务院授权美国在世界各地的大使馆关闭，并敦促他们采取一切必要的安全措施。
——美国联邦储备局已经向其他银行提供现金，并表示会维持正常运作，以防止出现挤兑。
——美国全国已经部署了数千名联邦调查局特工追查元凶。参与追查恐怖主义分子行动的机构有中央情报局、联邦调查局、移民归化局、美国司法部、监狱管理局和药品管理局。
应急归应急。“9·11”恐怖袭击对布什总统、对美国政府、对美国人民刺激太强烈了，他们必须拿出一整套反对恐怖主义、与恐怖分子作战的措施。
“9·11”恐怖袭击事件发生后，美国民众在彷徨，美国政府首先采取措施稳定人心。
在“9·11”恐怖灾难中，美国总统成为万众瞩目的焦点。总统布什感到展示自己的机会来了！从“9·11”恐怖袭击发生后的24小时之内，总统布什连续进行了4次紧急演说，而且以后每逢重要时刻，总统布什总要亲临讲话。总统布什出色的表演既赢得了民众欢迎，也稳定了民众心理，还诱导了民众意愿-美国不会善罢甘休，美国要报复。根据美国《新闻周刊》9月15日公布的民调结果显示，布什总统民意支持度高达八成五，比他的父亲前美国总统布什在海湾战争时的民意支持度还高，也超过珍珠港事件爆发当时的美国总统罗斯福。
布什是美国历史上总统竞选中少有的“弱势总统”，而“9·11”事件使布什一跃成为“强势总统”。
布什认定：“这是针对美国的恐怖主义事件，如果不采取措施，针对美国的恐怖主义行径不会停止”，“联邦政府将全力去帮助遇难者和他们的家人”，“并对事件进行全面调查，寻找罪行的策划者”。
布什表示：“自由被侵犯了，美国会回击的”。联邦政府“已经采取一切适当的安全防范措施来保护美国人民”，联邦政府在全力“拯救生命，帮助遇害者”，“毋庸置疑，美国将会对此事件的肇事者穷追不舍，直至捕获凶手并将其绳之以法”。
布什承诺：“我们将尽我们的所能给予他们有力的还击”。恐怖袭击已经让“我们的自由受到了威胁”，但是“我们的国家是强大的”，“我们的人民是伟大的”，“恐怖不可能动摇到我们民族的根基、我们国家的根基”，恐怖袭击“可以摧毁钢铁的建筑”，但不能“摧毁美国人民钢铁般的意志”，也不能“让美国人心中的火焰熄灭”，美国将尽其所能“给予他们有力的还击”。
布什强调，美国“这个国家正处在不安全状态，它已处于战争状态”，恐怖分子“不仅不能永久地隐藏起来”，“而且不会永远的安全”，“美国会用所有的力量去打败这些敌人”，“这是一个非常有象征性的战争，是善良面对邪恶的战争，我们相信善良会战胜邪恶”，“我们会和我们的盟友在一起，我们会非常耐心，集中精力，以非凡的毅力，用我们所有的能量和意志，我们一定会赢得这场战争”。
布什向上帝祈祷：“灾难与悲痛成为我们团结的动力”。总统布什在“全国哀悼日”参加了华盛顿国家大教堂的祷告仪式，强调“我们的国家受到了有预谋的、沉重的、残忍的打击”，“密谋、欺诈和谋杀已经把一场战争摆到了我们面前”，“扞卫父辈承诺的任务已经交到了我们手里”，“我们对历史的责任已经明确：回应这些攻击，消灭世界的恶魔”，“这起冲突起于其他恐怖分子的策划，但将会以我们选择的方式结束”，“我们美国人民是慷慨、友善、机智和勇敢的人民”，“我们的团结来源于灾难，来源于悲痛，它同时又是我们战胜敌人的坚定信念”。
“9·11”恐怖袭击事件发生后，布什政府还积极开展救援行动，疏散人群，医治受伤者，营救幸存者，以减少伤亡，给国民一个满意的交代。9月14、15日美国参众两院分别通过一个紧急拨款法案，批准拨款400亿美元用于反恐怖行动、紧急救援以及灾后重建等。
“9·11”恐怖袭击世人关注，新世纪反对恐怖主义需要国际社会的协作，共同行动。“9·11”恐怖袭击发生后，一时间国际社会笼罩在迷惑、犹豫和等待气氛中。在这一刻，国际社会变得异常宁静，都在观察着美国的动向。对此，美国政府不得不对其外交政策进行重大调整，筹建国际反恐怖联盟，把打击国际恐怖主义作为其对外政策的重中之重。
“9·11”恐怖袭击发生后，布什政府迅速推出了新的对外关系准则，迅速理清了敌我阵营。9月12日，美国政府明确提出，将以各国对美反恐怖行动的合作态度来区分敌友，突出了美实施反恐怖行动的决心和处理国际关系泾渭分明的强硬态度，从而促使一些原本态度模糊的国家公开表明自己的立场，最大限度地扩大了反恐怖联盟的阵营。9月20日晚，布什在国会参众两院联席会议发表演说时正告全世界：“你们选择和我们站在一起，否则就是和恐怖分子站在一起”；“从今天起，任何国家继续庇护或支持恐怖主义，美国都将视为敌对政权”。
佛罗里达珊瑚泉一幢公寓，曾住过“9·11”恐怖袭击发生后，美国决意搜捕凶手，执意进行军事报复。
为此，美国特别注意运用盟国的力量，要求盟国在外交支持、司法调查和军事报复上提供合作。美国的盟国也分别出于自身的利益考虑积极响应美国的要求，盟国成为美国反恐的核心支柱。
9月12日，美国务卿鲍威尔要求北约启动共同防御条款，向美国提供军事援助。北约秘书长罗伯逊说，如果美国发生的恐怖袭击是在国外指挥的，那么这些恐怖袭击可以被认为是针对整个北约的袭击。
那么北约将启动它的互相保护条款。这就意味着，如果美国决定采取军事行动以报复恐怖袭击，美国可以得到北约的支持和援助。9月20日，美国派副国务卿阿米蒂奇向北约盟国通报了美国在全球范围内向恐怖主义开战的计划。
10月3日，北约在美国召开执行委员会会议。美国在会上提出了有关集体防御的要求。10月4日下午，北约秘书长罗伯逊在布鲁塞尔北约总部宣布，北约已同意美国的请求，将“单独和集体”采取8项具体措施，以协助美国打击恐怖主义。这是北约在认定对美国的恐怖袭击符合《华盛顿条约》第五条的使用范围之后所采取的又一重大行动。这表明，《华盛顿条约》第五条已进入具体实施的阶段。
9月13日，美国总统布什与日本首相小泉通过热线电话联系，提出美国将建立国际反恐怖联盟，希望日本提供支援，小泉表示日本将根据“新合作指针”
提供支援。9月25日，小泉对美国进行国事访问，小泉与布什在华盛顿就美国向恐怖主义宣战等问题展开会谈。小泉向布什承诺，日本将把美国遭受的恐怖袭击不仅仅当做是美国的问题，而把它当做自己的问题。
日本根据《美日防卫合作指针》向美国提供军事勤务支援。9月21日，美航空母舰“小鹰号”从日本横须贺港前往印度洋时，日本海上自卫队派出1艘宙斯盾级驱逐舰和1艘万吨远洋补给舰随编队同行。10月6日，日本再次派出6架载有援助阿富汗难民物资的日本空中自卫队运输机和140名自卫队员从爱知县小牧基地出发，前往巴基斯坦首都伊斯兰堡，帮助美国“安抚”巴基斯坦。
总统布什在与日本首相小泉进行磋商的同时，开启与澳大利亚总理霍华德的热线电话，提出美国将建立国际反恐怖联盟，希望澳大利亚提供支援。9月14日，澳大利亚内阁召开的一个特别会议决定，启动由澳大利亚、新西兰和美国签订的《太平洋共同防卫组织条约》。该条约类似于北约的共同防卫条款，规定一国受袭，另外两国有义务提供帮助。9月20日，应美国要求，澳大利亚在海湾地区同美国第5舰队执行对伊拉克的石油禁运任务的一艘“佩斯”级驱逐舰继续留守在波斯湾，准备向美航母战斗群提供作战支援。澳大利亚还向美承诺：如果必要，澳会派遣补给船支援美军。同时，澳大利亚政府决定派驻英国的澳大利亚军人在有需要时可与北约部队联合行动，支援美国的军事行动。10月4日，澳政府宣布，其特种部队将派出一支150人的小分队待命，随时提供帮助。澳还将派出加油机、侦察机等参加美国等国的军事集结。
“9·11”恐怖袭击以前，布什政府奉行“单边主义”，国际社会中大国协商与协调机制严重受损，大国合作机制名存实亡。美国政府在外交上既搞单边主义，又搞实用主义-在关乎美国长远战略利益时搞单边主义；在用得着别国时搞实用主义。“9·11”恐怖袭击后，布什政府认识到要建立国际反恐联盟没有中、俄的参与是不可想象的，因此被迫收敛锋芒，同中国、俄罗斯就反恐怖问题进行磋商。
美国政府的反恐举措在取得俄罗斯的支持的前提下，特别是在获得俄罗斯、塔吉克斯坦等国的空中走廊之后，积极争取中国支持。
9月13日晚，美国总统布什主动与江泽民主席通话，表示国际恐怖主义是对世界和平的威胁，他期待着与江主席以及国际社会的其他领导人一起，加强合作，共同打击国际恐怖主义。布什希望美中两国在联合国安理会加强这方面的合作。9月15日，为期两天的中美海上军事安全磋商专门会议在美国关岛结束。双方就中美海上军事安全问题充分交换了意见。会上，中方代表团对事件中遇难人员表示哀悼，对美国国防部遇难人员家属表示慰问。美方对此表示感谢。