分析人士普遍认为，在伊朗核问题进入敏感的关键阶段，伊朗重水工厂投入运行具有“强烈的象征意义”，表明了伊朗政府坚决不放弃核计划的决心，因此这则消息在美国和以色列引起强烈震动。
以色列常驻联合国代表团发言人阿维·帕斯纳说，尽管伊朗总统艾哈迈迪—内贾德声称伊朗的核计划不会对以色列构成威胁，但是以政府仍然认为伊朗核计划的矛头直接指向以色列，不会因此放松警惕。
曾经担任以色列国防部副部长的工党议员埃弗拉伊姆·斯内则认为伊朗启用重水工厂意味着“伊朗向制造核武器又迈进了一步”。斯内认为，伊朗的举动表明国际社会的行动未能阻止伊朗获得核武器的计划，以色列必须准备自己的军事行动，在必要时对伊朗的核设施实施先发制人的打击行动。
以色列曾在1981年轰炸了伊拉克一座正在建造的核反应堆，使得伊拉克的核计划遭到重创。但是伊朗警告说，如果以色列胆敢袭击伊朗的核设施，伊朗就会向以色列全面宣战。
美国政府也在酝酿对伊朗采取的下一步行动。据《洛杉矶时报》26日报道，美国官员意识到在安理会迅速通过制裁伊朗的新决议希望渺茫，所以打算在必要的情况下抛开联合国，联合部分盟友对伊朗进行制裁。
美国常驻联合国代表约翰·博尔顿说，在要求伊朗中止铀浓缩活动的最后期限8月31日之后，美国将在安理会提出一项新的决议草案，要求对伊朗采取惩罚措施，包括限制伊朗领导人前往国外访问并且冻结他们的财产。博尔顿说，如果安理会不能就新的决议草案达成协议，美国将联合盟国采取行动。
“实施制裁并不一定要安理会的授权，我们就可以做到，”博尔顿说。美国官员说，目前美国外交官已经开始了游说欧盟和日本加入制裁伊朗的同盟大军。美国官员认为，由于伊朗对外贸易使用的主要货币是美元、欧元、英镑和日元，如果美国、欧盟和日本的银行都对伊朗实施制裁，将使伊朗的经济受到重创。
此外，美国还将联合这些盟国控制伊朗的武器贸易，阻止德黑兰获得先进的武器技术或材料。
