New Yorkban helyi idő szerint 8.46-kor, majd 9.03-kor két "élő bombaként" használt, eltérített utasszállító repülőgépet kormányoztak a Világkereskedelmi Központ (World Trade Center, WTC) két ikertornyába. A tornyok 9.59-kor, illetve 10.29-kor leomlottak, a romok alatti tüzet csak december közepére sikerült eloltani.

Egy harmadik eltérített gép Washingtonban az amerikai védelmi minisztérium épületébe, a Pentagonba repült, annak egy részét lerombolva. Egy negyedik gép - amelyet szintén merényletre akartak felhasználni, állítólag washingtoni célponttal - az utasok ellenállása miatt Pittsburgh közelében zuhant le. A később közzétett hivatalos adatok szerint a New York-i ikertornyok elleni támadásban 2749-en haltak meg, a terrortámadás az Egyesült Államokban összesen közel 3000 halálos áldozatot követelt. A merényletsorozatért évekkel később az al-Kaida nemzetközi iszlamista terrorhálózat vállalta a felelősséget, jóllehet vezetője, Oszama bin Laden korábban tagadta, hogy szervezetének köze lenne a támadáshoz.

A támadások miatt - addig példátlan módon - több napra lezárták az amerikai légteret minden polgári repülőgép előtt, a fegyveres erőket fokozott harckészültségbe helyezték. George W. Bush amerikai elnök a merényletek után sugárzott televíziós beszédben azt mondta: "több mint terrorcselekmény, valójában háborús cselekmény" történt, és kilátásba helyezte: az Egyesült Államok felkutatja a felelősöket és igazságot szolgáltat, nem téve különbséget az elkövetők és a nekik menedéket nyújtók között.

A merénylet után született meg az emberi jogi szervezetek által hevesen bírált, a hatóságoknak sokkal szélesebb jogkört biztosító "hazafias törvény" (Patriot Act). A II. világháború utáni legnagyobb amerikai közigazgatási reform keretében létrehozták a belbiztonsági minisztériumot, és jelentősen átszervezték a hírszerző ügynökségeket, amelyek súlyos mulasztásokat és baklövéseket követtek el, és képtelenek voltak a hatékony fellépésre.

George W. Bush elnök 2003-ban szeptember 11-ét nemzeti ima- és emléknapnak és a hazafiság napjának nyilvánította, amikor minden évben megemlékezéseket tartanak.

A WTC helyén 2004. július 4-én, az amerikai függetlenség napján rakták le az üvegből és acélból megálmodott, az Egyesült Államok létrejöttének dátumára utalva 1776 láb (541 méter) magas One World Trade Center alapkövét, elkészültekor ez lesz a nyugati félteke legmagasabb épülete és a világ jelenleg épülő tornyai közül a hetedik legmagasabb. Az építmény 2013 májusában érte el teljes magasságát, amikor felhelyezték rá az utolsó két elemet; a mintegy 3 milliárd dollárból felépülő tornyot 2014-ben tervezik átadni. A 102 emeletes épület 278 ezer négyzetméternyi irodát, egy kilátót, valamint üzleteket és éttermeket foglal majd magában.

Az Egyesült Államok a 2001. szeptember 11-i terrorcselekményekre válaszul még abban az évben, október 7-én hadműveletet indított az al-Kaida vezetőjének, Oszama bin Ladennek menedéket adó afgán rezsim ellen, megdöntve a tálibok hatalmát. Oszama bin Ladennel csak tíz évvel a merényletek után, 2011. május 2-án pakisztáni területen végzett egy amerikai kommandó. Az Amerika elleni merényletet kitervelő és irányító Hálid Sejk Mohammed, bin Laden egykori műveleti főnöke és négy bűntársa amerikai kézre került, ügyüket a guantánamói amerikai támaszponton, katonai esküdtszék előtt tárgyalják.

A 9/11-es vizsgáló bizottság jelentése sok kérdésre nem ad választ, és több pontatlanságot tartalmaz. Egy felmérés szerint az amerikaiak 38 százaléka szerint a kormány nem tárta fel a teljes igazságot a támadással kapcsolatban, és több szervezet a támadás körülményeinek újbóli kivizsgálását követeli.