UD: s John Kirby sade Pakistan måste rikta militanta grupper.
Förenade Jihadrådet - en koalition av militanta grupper som kämpar mot det indiska styret i Kashmir - har tagit på sig ansvaret.
Angreppet på Papagotbasen nära den pakistanska gränsen ses som ett försök att spåra ur den senaste tidens fredsrörelser av Pakistan och Indien.
"Den pakistanska regeringen har talat mycket kraftfullt om detta och det är vår förväntan att de kommer att behandla detta precis som de har sagt att de skulle. Vi har varit tydliga med de högsta nivåerna av regeringen i Pakistan att det måste fortsätta att rikta alla militanta grupper," Mr Kirby sade.
Fem militanter och sju indiska soldater har hittills dödats under fyra dagars strider.
Armén utför fortfarande clearingoperationer inom 2000 tunnlandsbasen.
Den United Jihad Council bildades 1994 för att samordna resurser och planer för att slå militära mål i indiska Kashmir bland mer än ett dussin grupper baserade i Pakistan-administrerade Kashmir. Dessa grupper sågs allmänt som förda samman av Pakistans ISI underrättelsetjänst.
UJC leds av Mohammad Salahuddin, ledare för den pro-pakistanska Hezbul Mujahideen-gruppen, den största i alliansen. Ledarskapet för de flesta av dessa grupper är baserat i Pakistan, och de har till stor del varit vilande sedan 2003 års vapenvila på kontrolllinjen (LoC), den de facto gränsen som delar Kashmir.
Så påståendet från UJC att ha genomfört denna senaste attack är sannolikt att stärka åsikten att det godkändes av den pakistanska armén för att undergräva Modis nyligen fred overtures till Pakistans civila regering. Den pakistanska militären har flera gånger tidigare anklagats för att ha saboterat den civilledda normaliseringsprocessen med Indien.
UJC kan också försöka att förbli relevant även efter Indien stärkte LoC för att stoppa infiltration av militanter från den pakistanska sidan.
På måndag kväll berättade en högre säkerhetstjänsteman för en presskonferens att alla familjer som bodde på basen var säkra och "alla strategiska tillgångar [helikoptrar, flygplan och annan militär hårdvara] var säkrade".
Generalmajor Dushyant Singh, från Indiens elit National Security Guard, sade att det skulle ta "lång tid" att förklara basen helt säker, på grund av dess storlek och geografi.
Under tiden, polisen i Punjab's Mohali distriktet sade att de hade arresterat tre män med olagliga vapen och återhämtat ett pakistanskt "SIM-kort" från dem. Det är ännu inte klart om männen hade någon koppling till attacken, sade polisen.
Patackot-attacken började före gryningen på lördagen, då en grupp beväpnade män - klädda indiska arméuniformer - kom in i bostadskvarteren på basen.
Timmar av tung skottlossning följde och en helikopter sågs skjuta vid anläggningen på söndag.
Attacken ses som ett slag mot ett indo-pakistanskt fredsinitiativ som lanserades för bara några dagar sedan.
Förhoppningar om en upptining i relationer väcktes efter att Mr Modi gjorde ett oväntat besök till hans pakistanska motsvarighet Nawaz Sharif.
Pakistans utrikesministerium och USA:s utrikesdepartement har fördömt attacken.
Pagurot flygbas ligger ca 430 km norr om den indiska huvudstaden, Delhi, och är på väg som förbinder indiska-administrerade Kashmir med resten av landet.
Indisk-administrerad Kashmir har sett en långvarig uppror mot styre från Delhi, och Kashmir har varit en flampunkt i förbindelserna mellan Pakistan och Indien i nästan 70 år sedan självständighet.
USA sa att det "förväntar" Pakistan att agera mot förövare av en dödlig attack på en indisk flygbas.