La bataille de Mossoul a lieu du 17 octobre 2016 au 10 juillet 2017, lors de la seconde guerre civile irakienne, pour la reconquête de Mossoul, la seconde ville d'Irak. Elle oppose les forces gouvernementales irakiennes, les peshmergas du gouvernement régional du Kurdistan, les milices chiites des Hachd al-Chaabi, quelques milices sunnites et chrétiennes et les forces de la coalition, aux djihadistes de l'État islamique qui contrôlent la ville (en) depuis la bataille de juin 2014.
L'offensive est lancée le 17 octobre 2016 par le sud et par l'est, depuis des positions situées à une vingtaine ou une trentaine de kilomètres de Mossoul. Les premiers combats ont lieu dans les villages et les petites villes environnantes, notamment Bachiqa, Bartella, Bakhdida qui sont reconquises en octobre et novembre. L'armée irakienne prend pied à l'intérieur de Mossoul le 1er novembre. Les milices chiites des Hachd al-Chaabi attaquent pour leur part à l'ouest et achèvent l'encerclement de la ville le 22 novembre. Le 22 janvier 2017, tous les quartiers à l'est du fleuve Tigre sont reconquis. Les forces irakiennes s'attaquent à la partie ouest de la ville le 19 février 2017 et fin mai, les dernières forces djihadistes se retrouvent acculées dans la vieille ville. La « libération » complète de Mossoul est annoncée par le gouvernement irakien le 10 juillet 2017, mais des affrontements se poursuivent dans d'ultimes poches de résistances pendant au moins une dizaine de jours.
Les forces anti-EI mobilisent environ 100 000 hommes autour de Mossoul, face aux troupes de l'État islamique, estimées entre 3 000 et 12 000 hommes. Selon l'armée américaine, 3 000 à 5 000 djihadistes sont présents à l'intérieur de la ville, dont environ 1 000 combattants étrangers gardés en réserve, et 1 000 à 2 000 autres sont déployés dans les campagnes environnantes. Selon le ministère français de la Défense, 250 Français sont présents à Mossoul dans les rangs de l'EI. Cependant dans la province de Ninive, la grande majorité des chefs et des soldats de l'État islamique sont des Irakiens originaires de la région où ils combattent. Les combattants étrangers sont généralement parmi les plus motivés, prêts à combattre jusqu'à la mort, au contraire d'une partie des combattants locaux qui ne s'étaient rallié à l'EI que pour toucher un salaire. Le commandement est décentralisé, chaque quartier est géré par un émir. Pendant plusieurs mois les djihadistes ont préparé leur défense en dissimulant des mines et des IED, en perçant des tunnels et en creusant des tranchées remplies de carburant prêtes à être enflammées. Beaucoup de snipers de l'EI sont déployés dans la ville. Au cours des combats urbains, les véhicules piégés kamikazes (VBIED) — parfois blindés — sont utilisés massivement par l'État islamique. L'armée utilise alors des bulldozers en grand nombre, afin d'élever des talus de terre ou d'empiler des carcasses de véhicules en guise de remparts. À cette période, les djihadistes testent également des armes artisanales, comme des drones piégés ou des drones « bombardiers », utilisés pour larguer des bombes, que les forces irakiennes ne parviendront à neutraliser qu'au bout de plusieurs mois grâce à des brouilleurs ou des armes antidrones fournis par la coalition. Cependant dans les quartiers est l'EI utilise moins de mines et d'IED qu'il n'en avait employé à Ramadi et Falloujah. De plus, les forces de l'EI ne sont pas totalement encerclées et conservent des accès de ravitaillement par le sud-ouest.
L'armée irakienne, la police irakienne, les peshmergas du gouvernement régional du Kurdistan, les milices chiites des Hachd al-Chaabi et des milices sunnites participent à la bataille. Les forces anti-EI prennent position à l'est et au sud de Mossoul. À la pointe de l'offensive figurent les unités d'élite du contre-terrorisme ; l'« Iraqi Special Operations Force » (ISOF), branche de l'« Iraqi Counter Terrorism Force » (ICTF). Ces forces spéciales, surnommées la « division d'or », engagent dans la bataille 2 000 à 2 600 hommes, divisés en trois brigade et 13 bataillons, qui prennent position le 13 octobre à Tel Aswad, à l'est de Mossoul, aux côtés des Kurdes. À Khazir, à 20 kilomètres de l'est de la ville, les peshmergas engagent les 70e et 80e brigades, qui sont soutenues par la division d'or et un bataillon de la 16e division d'infanterie. L'armée irakienne engage quatre divisions. À Gwer, à 30 kilomètres au sud-est, l'armée irakienne déploie la 9e division blindée, commandée par le général Qassem Jassem Nazal et forte de 8 000 hommes avec des chars M1 Abrams et T-72. Enfin à Qayyarah, à 60 kilomètres au sud, sont positionnés deux bataillons de la 15e division d’infanterie, un détachement de la division d'or, un bataillon blindé de la 9e division, des unités de la 16e division et des forces de la police fédérale. La 9e division est presque exclusivement constituée de militaires chiites, en revanche la 15e division est mixte et comporte des chiites, des sunnites et des Kurdes. Initialement, les forces gouvernementales irakiennes engagent 30 000 hommes et les peshmergas 6 000. Au total environ 100 000 hommes, dont 40 000 soldats de l'armée irakienne et 40 000 peshmergas sont mobilisés dans les opérations autour de Mossoul. Cependant seulement 20 000 d'entre-eux seront engagés à l'intérieur de la ville. D'autres groupes kurdes participent aux combats, comme le PAK, venu d'Iran. Ces troupes sont également épaulées par les milices assyriennes des Unités de protection de la plaine de Ninive (NPU), des Forces de la plaine de Ninive (en) (NPF) et de Dwekh Nawsha. Les forces irakiennes disposent également de l'aide de quatre réseaux de résistance présents à l'intérieur de la ville et chargés d'effectuer des missions de renseignement et des assassinats ciblés : la Saraya Rimah — un groupe de 200 hommes commandés par Omar Fadil al-Alaf et intégrés à la milice Al-Hafhd al-Ashaari al-Sonni — Al-Nujaba, Fasil Al-Nabi Younès et Ahrar Ninawa.
Les officiers irakiens à la tête des opérations sont le major-général Najim Abdullah al-Jibouri, chef des opérations dans la province de Ninive, le lieutenant-général Abdelwahab al-Saadi (en), à la tête des unités d'élite du contre-terrorisme (ICTF) au sein des services du contre-terrorisme (CTS), chef adjoint des opérations à Mossoul, le lieutenant-général Abdelghani al-Assadi (en), également commandant dans les CTS et le général Farès Abbas, à la tête de la police fédérale irakienne, branche paramilitaire de la police irakienne. Du côté des peshmergas, affiliés principalement au PDK et à l'UPK, se trouvent le général Aref Tayfour (en), chef de l'état-major, commandant du secteur militaire de Khazir, le général Didawan Khoshid Tofiq, commandant des forces sur le front de Khazir, le général Aziz Weysi, à la tête des zaravani, les unités d'élite des peshmergas, Sihad Barzani, le frère du président du Kurdistan irakien, commandant sur le front de Khazir et le général de brigade Sirwan Barzani (en), à la tête de la force « Panthère noire ».
L'armée turque déploie également 1 500 à 2 000 hommes aux côtés des peshmergas et des milices sunnites, ainsi que des avions au côté de la coalition. Depuis mai 2015, les Turcs entraînent dans le camp de Bachiqa, au nord-est de Mossoul, les Hachd al-Watani — aussi appelée la « Garde de Ninive » — un groupe arabe sunnite fort de 1 500 à 4 000 hommes commandés par Athil al-Noujaïfi, l'ancien gouverneur de Mossoul. Cette milice est déployée au nord de Mossoul. Au total, 10 000 miliciens sunnites auraient été mobilisés pour les combats. Cependant l'intervention turque en Irak s'est faite avec l'accord du gouvernement régional du Kurdistan, mais contre l'avis de Bagdad, qui demande à plusieurs reprises à Ankara de retirer ses troupes. Mais Erdoğan refuse, il met en avant ses « droits historiques » sur Mossoul, ancienne ville de l'Empire ottoman, se pose en défenseur des sunnites et s'oppose à une participation dans la bataille des milices chiites et des groupes liés au PKK. Le 22 octobre, le Premier ministre irakien Haïder al-Abadi déclare qu'il refuse la proposition faite par la Turquie de participer à la bataille.