SCO는 미국의 대테러 전쟁에 협조하는 한편 미국의 군사적 전진을 저지시키며 역내 공동대응을 강화했다. 2001년 반테러센터를 설치하고 회원국의 이해관계를 종합하여 반테러, 반분리주의, 반극단주의를 안보위협으로 지목했다. 2002년 반테러 협정을 채택하고 합동군사훈련도 실시하였다. 2005년 중·러 합동군사훈련이 실시되었고 내년에는 SCO 차원의 훈련이 예정되어 있다.
SCO는 9.11 테러 사태 후 안보협력을 더욱 강화시켜 오고 있다. 즉 SCO는 한편으로는 미국의 대 아프가니스탄 전쟁을 성공적으로 수행하기 위한 협조를 하면서, 다른 한편으로는 미국의 중앙아시아에 대한 군사적 전진정책을 저지시키면서 역내 비전통적 안보위협에 대한 공동 대응을 강화하였다. 즉 SCO는 1999～2000년 사이에 우즈베키스탄, 키르기스스탄에서 발생한 테러 사태에 적극 대응하기 위하여 2001년에 타쉬켄트에 반 테러 센터(RATS)를 설치하였다. SCO 출범 당시인 2001년 6월 SCO 정상들은 ‘반테러, 반 분리주의, 반 극단주의에 관한 협약 을 하면서 SCO가 안보분야에서 협력할 핵심 이슈로 이들 세 가지 안보위협을 지목하였다. 이들 세가지 안보이슈는 체첸 분리주의자들의 테러, 신장·위구르 지역의 분리주의, 그리고 중앙아시아에서의 이슬람 근본주의자들의 세력 확산에 직면한 SCO 회원국들의 이해관계를 상합시킨 것이었다. 2002년 상트 페테르부르크 정상회담에서는 반 테러 지역기구에 대한 SCO 국가들의 협정 이 채택되었으며, 2002년에는 중국과 키르기스스탄이 SCO 안보협력 틀 내에서 반 테러 합동 군사훈련을 실시하였다. 이후 비록 SCO 안보협력의 틀은 아니었지만 2005년 8월에는 산동지역에서 대대적인 사상 첫 중·러 합동 군사 훈련이 실시되었고, 여타 가맹국들의 국방장관이 참관하였다. 내년에는 러시아 우랄군구에서 SCO 차원의 합동 군사훈련이 실시될 예정이다.