聯合國安理會否決俄羅斯提出譴責美、英、法三國空襲敘利亞的決議案，美國指若敘利亞政府再使用化武必定再發動攻擊；三國亦提出一份新動議，要求安理會獨立調查敘利亞化武襲擊事件，強制敘利亞政府停火及參與和談，並盡快安排人道救援組織到受襲地區，安理會將於周一（16日）表決。
綜合媒體周日（15日）報道，安理會應俄羅斯要求召開緊急會議，譴責美、英、法三國空襲敘利亞議案並作出表決，在15個理事國，俄羅斯、中國及玻利維亞投贊成票，另有8票反對、4票棄權，決議案最後不獲通過。
俄羅斯駐聯合國大使湼班齊亞重申，敘利亞根本沒發生化武襲擊，三國對敘利亞動武沒得到安理會授權，是違反國際法、行為可恥。
而美英法就強調空襲合法，不會再容許巴沙爾政權使用化武。
在秘魯出席美洲國家峰會的美國副總統彭斯警告，若敘利亞再發動化武襲擊，美國及盟友都準備好出手阻止。
中國常駐聯合國代表馬朝旭反對動武，敦促各方對話協商解決。
聯合國秘書長古特雷斯呼籲所有理事國克制，避免令事態升級。
美、英、法三國首腦通電話，形容空襲敘利亞行動成功及有必要，美國政府相信，敍利亞政府軍在杜馬市曾使用沙林毒氣或氯氣等化武。
行動中，美軍導彈驅逐艦「蒙特雷號」在阿拉伯海向敘利亞發射多枚導彈，部署地中海的潛艇亦發動攻勢，空軍亦派出B-1轟炸機；而法軍派出疾風式戰機和艦艇，英國則有皇家空軍旋風式戰機。
美國國防部指共向敘利亞發射逾百枝導彈，全部擊中目標，在敘利亞首都大馬士革附近的化武科研中心幾乎變成廢墟，而在敘利亞西部霍姆斯指揮中心及化武儲存庫，從衛星圖片可見遭到明顯轟炸；美方指導彈沒被敘利亞防空系統攔截，亦沒跡象顯示俄羅斯曾啟動相關防空系統。
但俄羅斯表示，敘利亞的防空系統成功攔截超過70枝導彈。
敘利亞總統巴沙爾說，西方國家無法控制局面就發動襲擊，軍事行動證明它們在敘利亞的圖謀失敗，強調「侵略」不會動搖敘利亞消滅境內恐怖分子的決心。
敘利亞政府軍司令在空襲後宣布，全面收復大馬士革東部巿郊東古塔地區，清除反政府武裝分子放置炸彈，為平民重返家園做準備。
部分國家在空襲後出現民眾示威，美國多處包括華盛頓、加州、芝加哥都有抗議，他們高舉「敍利亞不要戰爭」等橫額。