La bataille d'al-Bab a lieu du 10 décembre 2016 au 23 février 2017 au cours de l'opération Bouclier de l'Euphrate, lors de la guerre civile syrienne. L'offensive est menée par l'armée turque et l'Armée syrienne libre avec pour objectif de prendre la ville d'Al-Bab, contrôlée par l'État islamique depuis novembre 2013. Elle vise également à prendre de vitesse les Forces démocratiques syriennes — dominées par les Kurdes des YPG — qui s'approchent de la ville par l'ouest et par l'est, afin de les empêcher de faire leur jonction et d'établir une continuité territoriale le long de la frontière turque. La bataille s'achève par une victoire des forces turques et rebelles qui s'emparent de la ville, mais les villages situés au sud sont reconquis par l'armée et les milices du régime syrien, empêchant ainsi les rebelles de poursuivre leur offensive contre les djihadistes. Un mois après la prise d'Al-Bab, la Turquie annonce la fin de l'opération Bouclier de l'Euphrate.
En août 2016, les Forces démocratiques syriennes (FDS), victorieuses à la bataille de Manbij, annoncent qu'elles font d'al-Bab — une ville de 100 000 habitants tenue depuis 2014 par l'État islamique — leur prochain objectif. Cependant s'ils parviennent à réaliser cette prise, les Kurdes des YPG, faction dominante des Forces démocratiques syriennes, sont en passe d'établir le long de la frontière turque une continuité territoriale entre les différents cantons de la région fédérale du Rojava, proclamée le 17 mars 2016. Ce scénario est inacceptable pour Ankara, qui décide de prendre les Kurdes de vitesse. Le 24 août 2016, plusieurs milliers de rebelles syriens soutenus par des chars de l'armée turque franchissent la frontière et s'emparent de la ville de Jarablous.
Dans les mois qui suivent, l'armée turque et les rebelles poursuivent leur offensive. Repoussant les djihadistes de plus en plus loin de la zone frontalière, ils se rapprochent progressivement d'al-Bab. Le 13 novembre, les rebelles arrivent à deux kilomètres au nord et au nord-ouest de la ville, qui commence à être bombardée par l'artillerie turque.
Le 9 décembre, les médias turcs annoncent le déploiement en Syrie de 300 hommes supplémentaires des forces spéciales pour renforcer les effectifs sur place. Plusieurs groupes rebelles combattent aux côtés de l'armée turque au cours de l'opération Bouclier de l'Euphrate. La plupart de ces factions sont regroupées au sein de la chambre d'opérations Hawar Kilis, avec la Division Sultan Mourad, Fastaqim Kama Umirt, la 13e division, le Front du Levant, Jaych al-Tahrir, la Brigade al-Moutasem, la Division al-Hamza, Al-Fauj al-Awwal, le Liwa al-Fatah, la Division du Nord, le Harakat Nour al-Din al-Zenki, le Régiment al-Musafa, les Bataillons islamiques al-Safwah, le Liwa Sultan Mehmed Fatih, la 51e Brigade, la 1re escouade d'Alep. D'autres groupes prennent également part à l'offensive sans être intégrés à Hawar Kilis ; Ahrar al-Cham, Faylaq al-Cham, Jaych al-Nasr, Ahrar al-Charkiya, le 5e Régiment, le Liwa Suqour al-Chamal, Tajamuu al-Qaqaa, la 10e Brigade et Thuwar al-Jazira al-Souriya. Le groupe Harakat Nour al-Din al-Zenki est dissout le 28 janvier 2017 et ses troupes intégrées dans la chambre d'opérations Hawar Kilis rallient Faylaq al-Cham, préférant rejoindre ce mouvement plutôt que Hayat Tahrir al-Cham, au contraire du reste du groupe. Fastaqim Kama Umirt intègre quant à lui Ahrar al-Cham le 25 janvier. Le nombre total des combattants de l'Armée syrienne libre et des autres groupes rebelles entre al-Bab et la frontière turque est alors d'environ 5 000 à 10 000.
Offensives des Turcs et des rebelles au nord d'al-Bab, de décembre 2016 à janvier 2017
Le 10 décembre 2016, les Turcs et les rebelles lancent l'assaut sur la ville d'al-Bab. Ils parviennent à entrer dans la cité par le nord-ouest après de violents combats.
Le 21 décembre, des combats très violents ont lieu pour le contrôle de la colline Akil, près de l'hôpital, au sud-ouest de la ville. La position, prise la veille par les Turcs et les rebelles, est reprise par les hommes de l'État islamique. Un char Leopard turc est détruit et trois véhicules kamikazes sont utilisés par l'EI. L'armée turque reconnaît 16 morts et 33 blessés dans ses rangs et revendique la mort de 138 djihadistes. L'OSDH affirme de son côté qu'au moins 35 rebelles, 16 soldats turcs et 33 djihadistes de l'État islamique ont été tués dans ces combats.
Le 22 décembre, l'État islamique publie une vidéo montrant l'exécution de deux soldats turcs, qui sont brûlés vifs. Le même jour, au moins 72 civils, dont 13 femmes et 21 enfants, sont tués par des raids aériens turcs à al-Bab selon l'OSDH. Le 23, au moins 16 autres civils sont tués, dont trois enfants.
L'armée turque affirme ensuite que 68 djihadistes ont été tués dans les combats autour d'al-Bab dans la nuit du 23 au 24 décembre. Deux jours plus tard, elle accuse l'EI d'avoir tué 30 civils qui tentaient de fuir la ville.
Le 26 décembre 2016, Ankara demande à la coalition de lui fournir un soutien aérien. Le 16 novembre 2016, le colonel américain John Dorrian, porte-parole militaire de la coalition, avait annoncé que la coalition n'appuyait plus les forces rebelles soutenues par les Turcs et que les soldats des forces spéciales américaines qui avaient été déployés à leurs côtés avaient été retirés. Exaspéré par l'alliance entre la coalition et les Forces démocratiques syriennes, le président Erdoğan va jusqu'à affirmer le 27 décembre que les Occidentaux « soutiennent tous les groupes terroristes, le YPG, le PYD, mais aussi Daech ». La Russie intervient dans la bataille et bombarde pour la première fois des positions de l'EI à al-Bab dans la nuit du 28 au 29 décembre. Le 4 janvier, le président turc Erdoğan déclare que la bataille d'al-Bab sera bientôt terminée et qu'une future offensive vers Manbij était possible afin de chasser les groupes jugés proches du PKK. Le 5 janvier, la Turquie menace de fermer la base d'Incirlik à la coalition puisque celle-ci ne soutient pas militairement l'intervention turque dans le nord de la Syrie et préfère appuyer les milices kurdes. Le 12 janvier, la Russie et la Turquie annoncent la conclusion d'un accord pour coordonner leurs frappes en Syrie. Les premières frappes conjointes sont menées le 18 janvier avec neuf avions russes — quatre Soukhoï Su-24, quatre Soukhoï Su-25 et un Soukhoï Su-35 — et huit avions turcs — quatre F-16 et quatre F-4 — qui visent 36 cibles. Le 19 janvier, la Coalition reprend ses bombardements à al-Bab en soutien des forces turques et rebelles. Début février, le gouvernement turc fait état d'une meilleure coopération avec la coalition et les États-Unis. Le Royaume-Uni engage également des avions dans les opérations.
Pendant ce temps, le 28 décembre, la Turquie affirme que 154 positions de l'EI ont été bombardées, 44 djihadistes tués et 117 autres blessés, plus 7 rebelles blessés. Elle revendique encore la mort de 18 combattants de l'EI, plus 37 autres blessés le 3 janvier, puis la mort de 32 djihadistes et la destruction de 21 cibles le 6 janvier, en ajoutant que la reprise d'al-Bab était ralentie dans le souci d'éviter les pertes civiles. En plus des 23 bâtiments détruits, elle revendique encore la mort de 48 djihadistes le 9 janvier, la mort de 19 djihadistes et la destruction de 340 cibles le 10 janvier et la mort de 11 djihadistes et la destruction de 347 cibles le 11 janvier. Le 20 janvier, cinq soldats turcs sont tués et neuf blessés dans une attaque-suicide au véhicule piégé. Mais pendant tout le mois de janvier, les forces turques et rebelles piétinent à al-Bab et ne parviennent pas à progresser de manière significative.
Offensive des loyalistes au sud et encerclement d'al-Bab, début février 2017
De leur côté, les forces du régime syrien, commandées par le général Souheil al-Hassan, commencent également à progresser en direction d'al-Bab. Le 2 février, après 20 jours de combats, l'armée syrienne affirme avoir avancé sur 16 kilomètres depuis l'autoroute d'Alep et repris 32 villages et hameaux soit une superficie de 250 km2. Elle n'est alors plus qu'à 3 kilomètres d'al-Bab. Les Turcs et les rebelles lancent alors une nouvelle offensive au sud-est de la ville, afin de couper la route aux troupes du régime syrien.