2001年3月，小鹰号航母再次出海巡弋，3月22日抵达新加坡并在新加坡樟宜海军基地稍事停留。4月29日，在对关岛进行短暂访问后驶向“纵向冲击2001”演习区的途中，小鹰号庆祝了其服役40年的光辉日子。6月11日小鹰号返回母港横须贺。2001年9月11日，恐怖分子对纽约世贸中心和华盛顿五角大楼发起突然袭击，美国举国震惊。为准备参加反恐战争，小鹰号于9月下旬赴太平洋进行了连续数天的舰载机夜间起降训练。10月初，由小鹰号、“文森斯号巡洋舰、“库欣”号驱逐舰、“加里”号护卫舰等舰艇组成的小鹰号航空母舰战斗群奉命开赴北阿拉伯海，参加对阿富汗的“持久自由”反恐作战行动。其间，“小鹰号不仅出动F-14“雄猫”和F/A-18“大黄蜂”战斗机100多架次，对塔利班基地恐怖分子进行攻击，还作为漂浮的前沿整备基地，向陆海军特种部队提供作战支持。11月7日，正在阿拉伯海的小鹰号上一名舰员突然意外落水，救援直升机和多艘小型硬壳充气艇立即展开搜救，连续两天搜救无果后，海军宣布该舰员已死亡。12月8日，小鹰号离开战区，23日回到日本横须贺港。
