Các cuộc tấn công được thực hiện bởi các lực lượng của Hoa Kỳ, Anh và Pháp.[12] Chúng được thực hiện bởi tên lửa hành trình trên tàu và máy bay.[13] Bốn chiếc Tornado GR4 của Anh bắn tổng cộng tám tên lửa Storm Shadow.[13][14] Tàu khu trục của Pháp Aquitaine Languedoc (D653) đã bắn ba tên lửa tấn công đất liền Missile de Croisière [15], và Không lực Pháp đã gửi 5 máy bay Rafale, mỗi chiếc mang hai tên lửa Storm Shadow, 5 máy bay Mirage 2000-5F, 3 máy bay cảnh báo và kiểm soát không lưu trên không và sáu tàu chở dầu C-135FR.[16][17] Lực lượng Mỹ bao gồm máy bay ném bom B-1 phóng 19 tên lửa JASSM-ER.[18] Bảy tên lửa hành trình Tomahawk đã được phóng từ tàu khu trục Arleigh Burke USS Laboon (DDG-58) và ba mươi chiếc từ tàu tuần dương USS Monterey (CG-61) của Ticonderoga từ vị trí ở Biển Đỏ. Hạm đội tàu tuần dương Arleigh Burke USS Higgins (DDG-76) bắn 23 chiếc Tomahawks từ vị trí ở phía Bắc của Vịnh Ả Rập, trong khi tàu ngầm Virginia thuộc tàu USS John Warner (SSN-785) phóng sáu chiếc Tomahawk từ Địa Trung Hải.[19][20] Bộ trưởng Quốc phòng Hoa Kỳ Jim Mattis cho biết số vũ khí được sử dụng trong cuộc tấn công này nhiều gấp hai lần so với vụ phóng tên lửa Shayrat năm 2017[21], một quan chức giấu tên của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, theo trích dẫn của The Washington Post, nói rằng khoảng 100 tên lửa Tomahawk đã được Mỹ bắn ra.[4]

Tổng cộng lực lượng đồng minh đã khai hỏa 105 tên lửa:

• 66 Tomahawk từ tầu hải quân Mỹ
• 19 JASSM-ER từ máy bay thả bom B-1 của không quân Hoa Kỳ
• 9 SCALP từ chiến đấu cơ Rafale của không quân Pháp
• 8 Storm Shadow từ chiến đấu cơ Tornado GR4 của không quân Hoàng gia Anh
• 3 MdCN từ tàu hải quân Pháp

Syria đáp trả bằng cách sử dụng các hệ thống phòng không của họ, và các phương tiện truyền thông nhà nước của họ đã phát sóng một đoạn video về tên lửa bị bắn hạ trên bầu trời. Cơ quan thông tin của Syria SANA, cũng như Đại tá Sergei Rudskoi của quân đội Nga, tuyên bố rằng các hệ thống phòng không Syri Pantsir-S1, S-125, S-200, Buk và Kvadrat đã chặn và phá hủy nhiều tên lửa.[13] Tuyên bố này đã bị Lầu Năm Góc bác bỏ, cho thấy những bức ảnh về các mục tiêu bị phá hủy mà họ tuyên bố, chứng minh rằng mọi tên lửa của lực lượng đồng minh đã bắn trúng đích của nó.[19]