USAs flyangrep var rettet mot stillinger som tilhørte Kataib Hizbollah-militsen.
Det var trolig den samme militsen som stod bak et omfattende rakettangrepet mot byen Kirkuk fredag.
Det var da en amerikansk kontraktsarbeider ble drept.
Gruppen USA angrep er støttet av Iran. På en pressekonferanse søndag pekte USAs utenriksminister Mike Pompeo direkte mot styret i Teheran:
– Vi vil ikke godta at Den islamske republikken Iran foretar seg noe som setter livene til amerikanske menn og kvinner i fare.
Frilansjournalist og forsvarsanalytiker Babak Taghvaee har lagt ut denne videoen på Twitter som viser branner og redningsaksjoner etter ett av de amerikanske angrepene i Irak.
Traff kommandoposter og våpenlagre
USAs forsvarsminister Mark Esper sa at F-15 jagerfly hadde truffet fem mål knyttet til den iranskstøttede militsen. Det var kommandoposter og våpenlagre, sa Esper.
Ifølge Pentagon var tre av stillingene i det vestlige Irak. To var i det østlige Syria.
Forsvarsdepartementets talsmann Jonathan Hoffman sier at USAs angrep vil begrense Kataib Hizbollah-militsens muligheter til å gjennomføre flere angrep på amerikanere.
Irakiske sikkerhetskilder opplyser at det var minst fire kommandanter fra militsen blant de drepte. 25 personer skal ha blitt drept i angrepet. Minst 50 skal ha blitt skadd.
Varsler svar på angrepet
– Vårt svar skal bli hardt, sier lederen av Kataib Hizbollah-militsen Abu Mahdi Al Muhandis.
Det skriver det amerikanske nettstedet FDD's Long War Journal. Uttalelsen skal ha blitt gitt til det irakiske nyhetsbyrået Buratha.
På Kataib Hizbollah-militsens arabiskspråklige hjemmeside oppfordrer de til et nytt kapittel i kampen for å jage den amerikanske fienden ut av «vårt hellige land».
Det er fortsatt 5000 amerikanske soldater i Irak. De bistår irakiske regjeringsstyrker i kampen mot Den islamske staten, IS.
Etter USA angrepet er fire raketter blitt avfyrt mot en av USAs baser nord for Bagdad. Ingen ble skadd, opplyser Iraks innenriksdepartement.
Skal samle støtte mot USA i Midtøsten
Kataib Hizbollah er en shia-muslimsk militsgruppe som ble grunnlagt i 2007. Ifølge USA støttes gruppen av Quds-styrken, som er underlagt Irans revolusjonsgarde.
Ifølge Trump-administrasjonen brukes Quds-styrken til å samle støtte til antiamerikanske geriljagrupper flere steder i Midtøsten.
To av de største gruppene er Hizbollah-bevegelsen i Libanon og den palestinske Islamic Jihad, skriver BBC.