Các quan chức cao cấp của Mỹ cho biết với điều kiện ẩn danh rằng ông Foley nằm trong số các con tin mà quân đội nước này giải cứu bất thành.
IS nói cái chết của nhà báo Foley là để trả thù cho các đợt oanh tạc của Hoa Kỳ nhằm vào các tay súng của tổ chức này tại Iraq.
Tổng thống Mỹ Barack Obama đã lên án vụ sát hại là "một hành động bạo lực chấn động lương tri của toàn thế giới".
Ông so sánh IS, lực lượng hiện đang kiểm soát một phần lớn lãnh thổ của Syria và Iraq, với "căn bệnh ung thư" và nói tổ chức này đang theo đuổi một lý tưởng "suy đồi".
Liên Hợp Quốc, Vương quốc Anh và nhiều nước khác cũng đã lên án đoạn video chặt đầu nhà báo Mỹ mà IS công bố.
Mẹ của ông Foley Diane nói rằng Foley đã "hy sinh mạng sống của mình để phơi bày cho thế giới thấy sự đau khổ mà người dân Syria đang phải chịu".
Ủy ban Bảo vệ Nhà báo (CPJ) nói tổ chức này "vô cùng lo ngại" về tính mạng của các nhà báo đang bị IS bắt giữ và miêu tả Syria là "nơi nguy hiểm nhất thế giới" cho phóng viên tác nghiệp.
Cái chết của James Foley đã làm chấn động nước Mỹ
Tranh đấu
Trong một tuyên bố hôm thứ tư, Lầu Năm Góc cho biết Mỹ đã "cố gắng thực hiện một hoạt động giải cứu gần đây để giải phóng một số con tin người Mỹ bị bắt tại Syria".
Thông báo cho biết hoạt động có "sự phối hợp của các lực lượng trên không cũng như trên bộ và tập trung vào một mạng lưới bắt giữ con tin bên trong ISIL (tên gọi cũ của IS)".
"Thật không may, nhiệm vụ đã không thành công vì các con tin đã không có mặt tại địa điểm mục tiêu."
Cơ quan này không nói liệu nhà báo James Foley, người bị bắt cóc tại Syria trong tháng 11 năm 2012, có nằm trong số này hay không.
Tuy nhiên, các quan chức cấp cao của chính quyền Obama - nói với điều kiện giấu tên đã khẳng định điều này.
Họ nói rằng hàng chục đội quân đặc biệt đã được đưa đến bằng máy bay vào Syria trong những tuần gần đây để cố gắng giải cứu con tin Mỹ, bao gồm Foley.
Họ nói thêm rằng quân đội đã được tham gia vào một trận chiến với các chiến binh IS và giết chết được một vài người trong số phiến quân. Không có người Mỹ nào thiệt mạng.
James Foley, 40 tuổi, bị bắt cóc tại Syria hồi năm 2012.
Ông đã từng tác nghiệp ở nhiều nơi tại Trung Đông và làm việc cho báo GLobal Post - có trụ sở tại Hoa Kỳ, cũng như các hãng tin khác, trong đó bao gồm hãng thông tấn Pháp AFP.
Cha mẹ của James Foley đã nói con trai của họ "hy sinh cho tự do"