La seconda battaglia di Falluja fu combattuta dal 7 al 16 novembre 2004, durante la guerra in Iraq (2003-2011). Il tenente generale John F. Sattler e il maggiore generale Richard F. Natonski guidarono 15.000 truppe americane e di coalizione contro circa 5.000 combattenti ribelli guidati da Abdullah al-Janabi e Omar Hussein Hadid.
In seguito all'escalation dell'attività ribelle e all'operazione Vigilant Resolve (prima battaglia di Fallujah) nella primavera del 2004, le Forze della coalizione a guida statunitense hanno consegnato i combattimenti a Falluja alla Brigata Falluja irachena. Guidata da Muhammed Latif, un ex generale baathista, questa unità alla fine è crollata, lasciando la città nelle mani degli insorti. Questo, insieme alla convinzione che il leader ribelle Abu Musab al-Zarqawi operasse a Falluja, portò alla pianificazione dell'operazione Al-Fajr (Dawn) / Phantom Fury con l'obiettivo di riconquistare la città. Si credeva che tra 4.000 e 5.000 ribelli fossero a Falluja.
Situata a circa 40 miglia a ovest di Baghdad, Fallujah fu effettivamente circondata dalle forze statunitensi entro il 14 ottobre. Stabilendo posti di blocco, cercarono di assicurarsi che nessun insorto potesse fuggire dalla città. I civili sono stati incoraggiati ad andarsene per evitare di essere catturati nella battaglia in corso e circa il 70-90 percento dei 300.000 cittadini della città sono partiti.
Durante questo periodo, era chiaro che un assalto alla città era imminente. In risposta, gli insorti hanno preparato una varietà di difese e punti di forza. L'attacco alla città fu assegnato alla I Marine Expeditionary Force (MEF).
Con la città isolata, furono fatti sforzi per suggerire che l'attacco della coalizione sarebbe arrivato da sud e sud-est come era avvenuto in aprile. Invece, il MEF intendeva assaltare la città da nord attraverso tutta la sua ampiezza. Il 6 novembre, la Squadra di combattimento 1 del reggimento, composta dal 3 ° battaglione / 1 ° Marines, 3 ° battaglione / 5 ° Marines e il 2 ° battaglione dell'esercito americano / 7 ° cavalleria, si mise in posizione per attaccare la metà occidentale di Falluja da nord.
A loro si unirono il Regimental Combat Team 7, composto dal 1 ° Battaglione / 8 ° Marines, 1 ° Battaglione / 3 ° Marines, 2 ° Battaglione / 2 ° Fanteria dell'esercito americano, 2 ° Battaglione / 12 ° Cavalleria e 1 ° Battaglione 6 ° Artiglieria da campo, che avrebbe attaccare la parte orientale della città. A queste unità si unirono anche circa 2.000 truppe irachene.
Con Fallujah sigillato, le operazioni sono iniziate alle 19:00. il 7 novembre, quando la Task Force Wolfpack si trasferì per prendere obiettivi sulla riva occidentale del fiume Eufrate, di fronte a Falluja. Mentre i commandos iracheni catturarono l'Ospedale Generale di Falluja, i Marines assicurarono i due ponti sul fiume per tagliare qualsiasi rifugio nemico dalla città.
Una simile missione di blocco è stata intrapresa dal reggimento di vigilanza nero britannico a sud e ad est di Falluja. La sera successiva, RCT-1 e RCT-7, sostenuti da attacchi aerei e di artiglieria, iniziarono il loro attacco in città. Usando l'armatura dell'Esercito per interrompere le difese degli insorti, i Marines furono in grado di attaccare efficacemente le posizioni nemiche, inclusa la principale stazione ferroviaria. Sebbene impegnati in feroci combattimenti urbani, le truppe della coalizione furono in grado di raggiungere l'autostrada 10, che tagliava in due la città, entro la sera del 9 novembre. L'estremità orientale della strada fu assicurata il giorno successivo, aprendo una linea di rifornimento diretta a Baghdad.
Nonostante i pesanti combattimenti, le forze della Coalizione controllavano circa il 70 percento di Falluja entro la fine del 10 novembre. Premendo sull'autostrada 10, RCT-1 si spostava attraverso i quartieri Resala, Nazal e Jebail, mentre l'RCT-7 attaccava un'area industriale nel sud-est . Entro il 13 novembre, i funzionari degli Stati Uniti affermarono che la maggior parte della città era sotto il controllo della coalizione. I pesanti combattimenti continuarono per i successivi giorni mentre le forze della coalizione si spostavano di casa in casa eliminando la resistenza degli insorti. Durante questo processo, furono trovate migliaia di armi immagazzinate in case, moschee e tunnel che collegavano gli edifici della città.
Il processo di sgombero della città è stato rallentato da trappole esplosive e ordigni esplosivi improvvisati. Di conseguenza, nella maggior parte dei casi, i soldati sono entrati negli edifici solo dopo che i carri armati avevano scavato un buco nel muro o gli specialisti avevano aperto una porta. Il 16 novembre, i funzionari degli Stati Uniti hanno annunciato che Falluja era stata autorizzata, ma che c'erano ancora episodi sporadici di attività degli insorti.
Durante la Battaglia di Falluja, 51 forze statunitensi furono uccise e 425 ferite gravi, mentre le forze irachene persero 8 soldati con 43 feriti. Le perdite degli insorti sono stimate tra 1.200 e 1.350 morti. Sebbene Abu Musab Al-Zarqawi non sia stato catturato durante l'operazione, la vittoria ha gravemente danneggiato lo slancio che la ribellione aveva guadagnato prima che le forze della Coalizione tenessero la città. A dicembre fu permesso ai residenti di tornare e iniziarono lentamente a ricostruire la città gravemente danneggiata.
Avendo sofferto terribilmente a Falluja, gli insorti iniziarono a evitare battaglie aperte e il numero di attacchi iniziò di nuovo a salire. Entro il 2006, controllarono gran parte della provincia di Al-Anbar, rendendo necessario un altro passaggio attraverso Fallujah a settembre, che è durato fino a gennaio 2007. Nell'autunno del 2007, la città è stata consegnata all'autorità provinciale irachena.