Panetta skal mødes med præsident Hamid Karzai og lokale ledere i det sydlige Afghanistan i et forsøg på at gyde olie på vandene efter massakren.
Søndag gik en amerikansk sergeant angiveligt fra hus til hus og dræbte indbyggerne heriblandt ni børn i en landsby i Panjwayi-distriktet i den sydlige provins Kandahar.
Panettas besøg kommer dagen efter de første protester over søndagens massakre brød ud i den østlige by Jalalabad.
2000 demonstranter råbte "Død over Amerika" og forlangte, at præsident Karzai afviser et planlagt strategisk samarbejde, hvor amerikanske specialstyrker efter planen bliver i landet efter krigens afslutning.
Panetta sagde til journalister inden afrejsen, at han mener, at USA's strategi i Afghanistan virker:
- Jeg tror, vi er på rette vej. Og det vi må gøre er at overbevise folk, om at vi ikke må lade episoder som disse underminere strategien.
Talibanoprørere åbnede tirsdag ild mod en delegation fra den afghanske regering, der var til stede under en begravelsesceremoni for de dræbte.
Et medlem af de afghanske sikkerhedsstyrker og en politimand omkom i kugleregnen.
Massakren er den seneste i en række episoder, der har sat spørgsmålstegn ved Natostyrkernes indsats i Afghanistan heriblandt amerikanske soldaters afbrænding af koraner, der udløste protester, som kostede omkring 40 mennesker livet.
Panettas besøg kommer på et tidspunkt med en voksende debat i Washington om den ti år gamle krig, hvor kritikere i og uden for Det Hvide Hus argumenterer for en hurtigere tilbagetrækning af tropper.
Under den nuværende tilbagetrækningsplan er USA's mål at reducere tilstedeværelsen fra 90.000 til omkring 68.000 landtropper ved udgangen af september. Resten af soldaterne står til at skulle trækkes ud inden slutningen af 2014.
/ritzau/AFP
Seneste artikler
Fortsætter arbejdet med at genoplive biograf: Her er næste skridt
Tiltalt for flerårigt overgreb på plejedatter: Voldtog og truede hende på livet
Truet af lukning: Nu er der nyt om biografen
50 liter narko i BMW’en: Tysk par får fængsel og udvises
Langholt slår igen mod tilsyn: Uenig i afgørelse
Mest læste artikler
Mand fundet død i Maribosøerne
DMI udsender varsel
Kommune hjemsender omstridt centerchef
Efter 69 år: Vil rive gigantisk vartegn ned
Clara åbner ny kaffebar: Farens død lærte hende vigtig lektie