Khalid Sheikh Mohammed lần đầu tiên trình bày ý tưởng cho âm mưu ngày 11 tháng 9 với bin Laden vào năm 1996 tại Afghanistan.[10] Tuy nhiên, không có ý tưởng nào xuất hiện vào thời điểm đó.

Theo Ủy ban ngày 11 tháng 9, Khalid Sheikh Mohammed đã hình dung ra một vụ cướp mười hai máy bay trên cả bờ biển Đông và Tây, và mười một trong số chúng sẽ bị đâm vào Trung tâm Thương mại Thế giới và Tòa nhà Empire State ở Thành phố New York; Lầu Năm Góc ở Arlington, Virginia; Tháp Prudential ở Boston, Massachusetts; Nhà Trắng và Tòa nhà Quốc hội Hoa Kỳ ở Washington, DC; Tháp Willis (sau đó là Tháp Sears) ở Chicago, Illinois; Tháp Ngân hàng Hoa Kỳ (sau đó là Tháp Thư viện) ở Los Angeles, California; Kim tự tháp Transamerica ở San Francisco, California; và Trung tâm Columbia ở Seattle, Washington.[11][12]

Tháng 12/1998, Trung tâm chống khủng bố với Giám đốc Tình báo Trung ương báo cáo với Tổng thống Bill Clinton rằng al-Qaeda đang chuẩn bị cho các cuộc tấn công ở Mỹ, bao gồm cả việc đào tạo nhân viên cướp máy bay.[13]

Vào cuối năm 1998 hoặc đầu năm 1999, bin Laden đã triệu tập Khalid Sheikh Mohammed đến Kandahar và đồng ý cho Mohammed triển khai âm mưu này.[14]

Một loạt các cuộc họp đã diễn ra vào mùa xuân năm 1999, với sự tham gia của Khalid Sheikh Mohammed, Osama bin Laden và cấp phó của hắn là Mohammed Atef.[14] Bin Laden đã đề xuất bốn cá nhân cho âm mưu, bao gồm Nawaf al-Hazmi, Khalid al-Mihdhar, Walid Muhammad Salih Bin 'Attash (Khallad) và Abu Bara al-Taizi. Al-Hazmi và al-Mihdhar đều là công dân Ả Rập Xê-út, do đó, việc xin thị thực Hoa Kỳ của họ trở nên đơn giản. Khallad và al-Taizi đều là công dân Yemen, do đó không thể dễ dàng xin thị thực vào Hoa Kỳ. Hai người Yemen được chỉ định cho thành phần Châu Á của cốt truyện. Khi Mohamed Atta và các thành viên khác của phòng Hamburg đến Afghanistan, bin Laden đã tham gia vào việc chọn họ cho âm mưu, và giao Atta làm thủ lĩnh.[15]

Khalid Sheikh Mohammed là người đứng đầu 'ủy ban quân sự' của al-Qaeda.[16] Mohammed đã hỗ trợ hoạt động, chẳng hạn như lựa chọn mục tiêu và giúp sắp xếp việc đi lại cho những kẻ không tặc.[14] Khalid Sheikh Mohammed giải thích với Fouda, “Chúng tôi có một lượng lớn những người anh em sẵn sàng chết như những người tử vì đạo. Khi chúng tôi nghiên cứu các mục tiêu khác nhau, các cơ sở hạt nhân xuất hiện như một lựa chọn quan trọng "... nhưng các mục tiêu hạt nhân đã bị loại bỏ vì lo ngại rằng kế hoạch sẽ "vượt khỏi tầm tay".[17]