随着多国部队发起的“沙漠风暴”空中作战行动全面展开，旨在摧毁伊拉克海军和海上防御力量的“沙漠风暴”海上作战行动也在波斯湾悄然拉开帷幕。依据作战目标的不同性质，多国部队主要实施了水面攻击作战、防空作战、反水雷作战、舰炮火力支援和两栖作战等行动。

双方海军力量的主要兵力部署情况是：伊海军共有导弹快艇13艘，其中7艘为前苏联的“奥萨”级导弹快艇，装备有最大射程约68公里的“冥河”导弹；艘为从科威特搜获的TNC-45和FPB-57快艇，装有最大射程150余公里的“飞鱼”导弹。此外，伊拉克还有各类舰艇约165艘，其中大部分是小型巡逻艇，其他为布雷艇、气垫艇、“北方”级两栖坦克登陆艇和辅助舰船等。另有1艘护卫舰，但一直被用作训练舰，几乎没有作战能力。

多国部队在海湾地区集结了247艘舰船，兵力达6万余人，其中美国海军舰船约占50%，且多为主力作战舰艇，英国和法国海军分别为16艘和14艘，其他成员国派出的多为辅助支援船只。另外，美国海军陆战队还投入150余架飞机、6.5万人和近2000辆坦克和装甲运兵车。

根据作战需要，多国部队将战区内的所有海军力量编组成数个作战编队，分别为红海作战编队、波斯湾作战编队、中东作战编队、两栖特遣编队、后勤支援编队和地中海攻击大队，其中规模最大、战斗力最强的是红海作战编队和波斯湾作战编队，它们包括了美国6个战斗力较强的航母战斗群。

1月18日，即“沙漠风暴”行动开始后的第二天，多国部队对伊发起了第一次反舰攻击。从“突击者”号和“中途岛”号航母上起飞的攻击机袭击并击伤了2艘伊拉克舰艇，1艘为TNC-45级导弹快艇，另1艘则是从石油平台驶来支援伊拉克舰艇的“萨瓦希尔”级勤务船。

入夜，“尼克拉斯”号驱逐舰和科威特“独立”号快艇向伊海军占领的道拉油田发起了海湾战争中的首次海上战斗。借助夜幕掩护和无线电静默，美舰“尼克拉斯”号驱逐舰从南面接近伊拉克道拉油田上的一座石油平台，在视距之外，多国部队的直升机驾驶员利用夜视瞄准仪做好了发射空舰导弹的准备。OH-58D、“大山猫”和SH-60B直升机以低空飞行接近两座伊军设有重兵的钻井平台。随后，OH-58D和“大山猫”直升机向其中一座发起导弹袭击，引爆了平台上的一个弹药库，6名伊拉克士兵企图乘橡皮艇逃跑，被科威特“独立号”快艇抓获。

直升机攻击后不久，美舰“尼克拉斯”号和科威特“独立”号快艇用炮火轰击了伊军设防的9座平台，摧毁了平台上的防御工事。随后，一个特种作战排登上这些平台，又俘获伊军士兵23名，并缴获几部肩射地对空导弹和一部远程电台。

1月18日当天，多国部队在布比延岛以北的祖拜尔河口布设了水雷，以便把波斯湾北部的伊海军水面舰艇同伊军巴士拉、祖拜尔和乌姆盖斯尔的港口设施和海军基地隔离开来，同时可防止更多的伊拉克舰艇离开这些基地。多国部队出动了“突击者”号航母上的18架飞机，把42枚“破坏者”MK36水雷成功地投入到4个分散地点。

1月21日，“沙漠风暴”行动进入第5天，“突击者”号航母战斗群司令接替了多国部队波斯湾海军作战编队反舰战司令一职，新任波斯湾海军作战编队反舰战司令将反舰战的任务进行了调整，以尽快消除伊拉克的海上威胁。

1月22日夜间，多国部队的1架P-3C巡逻机发现并跟踪了1艘载有气垫艇的伊拉克油轮。不久，从“中途岛”号航母起飞的几架A-6飞机在这艘伊拉克油轮投放气垫艇时向其发起了攻击。伊军的气垫艇企图利用附近的米纳巴克尔储油站隐蔽起来，1架多国部队的A-6攻击机将其击沉。

随后，多国部队加紧了对伊水面舰艇的攻击。1月24日，美“罗斯福”号航母上的A-6攻击机击毁了1艘伊拉克布雷舰和1艘巡逻快艇。同一天，沙特阿拉伯“费萨尔”级巡逻艇用“鱼叉”反舰导弹攻击了1艘伊拉克小型巡逻艇。在当日的加鲁岛水战中，多国部队俘获了67名伊军俘虏，同时获得了这一地区伊军雷场的情报。

1月29日，英国皇家空军“美洲虎”飞机发现，15艘伊拉克快速巡逻艇企图从古莱阿角驶往米纳萨马德。获悉这一情况后，多国部队对这批伊拉克快速巡逻艇发起了攻击。从英国“格洛斯特”号驱逐舰、“加的夫”号驱逐舰和“布雷曾”号护卫舰上起飞的“大山猫”直升机，向伊拉克快艇编队发起了“海上大鸥”导弹袭击。其中2艘伊军快艇被击沉后，其他快艇纷纷溃散，多国部队又重创或击沉余下13艘中的10艘。

1月30日，多国部队在波斯湾北部的布比延岛附近进行了“沙漠风暴”行动期间规模最大的一次海上攻击作战。这次称为“布比延之战”的海战前后持续了13个小时。战斗中，多国部队利用P-3C飞机确定伊舰艇的位置，其他作战飞机则对目标进行了21次轮番攻击。结果，伊拉克海军的1艘FPB-57导弹艇和2艘TNC-45导弹艇受到重创，另有3艘“奥萨”级导弹艇和1艘TNC-45导弹艇被击伤，3艘“北方”级两栖舰被击伤，同时被击伤的还有1艘布雷舰，伊军只有2艘受伤的舰艇逃到了伊朗，1艘为“奥萨”II级导弹快艇，另1艘为“北方”级两栖舰。

经过布比延之战和随后对伊拉克港口设施的空袭，多国部队基本上消除了伊拉克水面舰艇对其海运船队的威胁。到2月2日，伊拉克能够发射反舰导弹的13艘水面舰艇已经全部被摧毁或遭到重创，伊海军已经失去了战斗力。此后，残存的伊拉克海军舰艇仅在海上进行过一些影响甚微的孤立行动。

后来，多国部队的反舰力量攻击了部署在海岸上的“蚕”式反舰导弹发射场。2月18日，从美舰“贾勒特”号上起飞的SH-60B直升机引导2架OH-58D攻击直升机飞向费莱凯岛上1个可疑的“蚕”式导弹发射场，用“地狱火”导弹摧毁了1部伊军导弹发射架。

2月20日，美“罗斯福”号航母上的1架S-3反潜机在美舰“福吉谷”号的战术控制下，投放了3枚250公斤重的炸弹，击沉了1艘伊拉克炮艇。

在“沙漠风暴”海上反舰作战中，多国部队波斯湾海军作战编队以微小的代价几乎全歼了伊拉克海军水面舰艇力量，牢牢控制了波斯湾海域的制海权。多国部队共击沉击伤伊海军舰艇143艘，其中击沉反舰导弹艇11艘，击伤2艘，击沉“北方”级两栖舰3艘、“伊本·哈尔敦”号护卫舰1艘、“波戈莫尔”号近海巡逻艇1艘和9艘扫雷艇，击沉击伤小型巡逻艇和辅助舰船116艘。此外，多国部队还严重破坏了伊拉克的所有海军基地和港口设施，攻占了波斯湾北部的所有石油平台，而此间伊水面舰只未对多国部队发动过任何攻击。