Zuvor war er von September 2008 bis September 2010 Kommandeur der Multi-National Force Iraq (seit Januar 2010 United States Forces Iraq) und kommandierte davor vom Mai 2006 bis zum Juli 2008 das III. US-Korps, welches vom 14. Dezember 2006 bis zum 14. Februar 2008 als Multi-National Corps Iraq in Bagdad stationiert war und damit direkt der Multi-National Force Iraq unterstand.
In Stabsverwendungen diente Odierno als Rüstungskontrolloffizier im Büro des US-Verteidigungsministers; als Stabschef des V. US-Korps, zu der Zeit Teil der 7. US-Armee, in Deutschland; als assistierender Divisionskommandeur für Unterstützung der 1. US-Panzerdivision; 1999 als stellvertretender Kommandierender General der Task Force Hawk in Albanien unter GeneralWesley K. Clark und als Direktor für Truppenmanagement im Büro des stellvertretenden Stabschefs für Operationen und Planung im Hauptquartier der US Army in Washington, D.C.
Im Anschluss daran übernahm Odierno vom Oktober 2001 bis zum Juni 2004 in Fort Hood, Texas, das Kommando über die 4. US-Infanteriedivision. Während dieser Zeit war er vom März 2003 bis zum April 2004 mit der Division im Irak eingesetzt. Im Dezember 2003 griffen seine Truppen Saddam Hussein auf.
Nach diesem Truppenkommando kehrte er zurück ins Pentagon und diente dort als Assistent des Vorsitzenden der Joint Chiefs of Staff, unter den Generälen Richard B. Myers und Peter Pace, vom 3. November 2004 bis zum 1. Mai 2006. Zusätzlich übernahm er den Posten des Senior Military Advisor der US-AußenministerinCondoleezza Rice und begleitete diese bei Staatsbesuchen.
Durch den Rücktritt von AdmiralWilliam J. Fallon als Kommandeur des US Central Command wurde ebendieser Posten im März 2008 unerwartet frei. Daraufhin wurde GeneralDavid H. Petraeus im April als Fallons Nachfolger nominiert und im Juli von US-Senat bestätigt. Zugleich wurde die Nominierung Odiernos für den Posten des VCSA hinfällig, da er nun im August oder September General Petraeus’ Posten als Kommandeur der Multi-National Force Iraq übernehmen sollte.[3] Dies wurde im Juli vom US-Senat bestätigt. Am 16. Juli 2008 übergab er das Kommando über das III. US-Korps an Lieutenant General Rick Lynch.[4]
Am 16. September 2008 übernahm Odierno von David Petraeus das Kommando über die Multi-National Force Iraq in Bagdad. Nachdem alle verbündeten Staaten der Koalition der Willigen ihre Truppen im Laufe des Jahres 2009 abgezogen hatten, wurde das Kommando in United States Forces Iraq umbenannt. Dieses Kommando übergab Odierno am 1. September 2010 an Lloyd J. Austin III. Odierno selbst übernahm am 29. Oktober 2010 den Posten des Kommandeurs des US Joint Forces Command. Seine Aufgabe auf diesem Kommandoposten war die Auflösung der Einheit aufgrund von Sparzwängen. Er schloss diese Aufgabe am 31. August 2011 offiziell ab.[5]
Odierno starb am 8. Oktober 2021 infolge einer Krebserkrankung im Alter von 67 Jahren.[6]