Реакция Запада последовала незамедлительно: 19 марта ВВС США, Франции и Великобритании начали бомбить позиции войск Каддафи. В 19.45 по московскому времени истребители ВВС Франции нанесли первый удар по целям в Ливии. «По согласованию с партнерами наши ВВС пришли на помощь людям в Бенгази, которым угрожали войска Каддафи», – объявил французский президент Николя Саркози. Первыми целями западной коалиции стали механизированные части правительственных войск Ливии на подступах к Бенгази. В результате были уничтожены бронетранспортер и четыре танка. Так началась операция «Одиссея. Рассвет» (Odyssey. Dawn).
В течение следующих часов ракетно-бомбовые удары по территории Ливии нанесли ВВС и ВМС США, а также Великобритании. Меньше чем за сутки с кораблей и субмарин в Средиземном море было выпущено более 110 крылатых ракет Tomahawk. С американской стороны в налетах участвовало 19 самолетов, в том числе три бомбардировщика B-2.
На первом этапе нападению подверглись объекты ПВО Ливии, места базирования военных самолетов, а также скопления правительственных войск вблизи опорных пунктов повстанцев. Представители оппозиции с восторгом сообщали о десятках уничтоженных танков, бронемашин и автомобилей сторонников Каддафи. В Триполи удар был нанесен по штабу ливийских ВВС на базе «Матейга» на западе столицы, а в Мисрате разбомбили академию ВВС.
По информации ливийских властей, в ходе ударов западной коалиции погибли по крайней мере 64 человека, в том числе мирные жители, сотни ливийцев получили ранения разной степени тяжести. Как уверяло государственное телевидение Ливии, в пригороде Триполи местные силы ПВО сбили французский истребитель, однако министерство обороны Франции опровергло эту информацию, заявив, что все самолеты вернулись на аэродромы.
После первых налетов Ливия потребовала срочно созвать заседание Совета Безопасности ООН, а сам Муамар Каддафи в обращении к нации заявил, что ливийский народ выйдет победителем из схватки с Западом, действия которого он охарактеризовал как акт терроризма. В случае необходимости полковник пообещал раздать оружие населению, чтобы дать отпор агрессору.
23 августа 2011 года повстанцы захватили столицу Ливии Триполи. Они разгромили резиденцию Каддафи. Начались поиски свергнутого лидера.
В конце сентября силы Переходного национального совета (ПНС) Ливии начали новое наступление на родной город Муамара Каддафи Сирт. Взят он был через месяц. 10 октября 2011 года гражданская война в Ливии фактически завершилась.
За день до того, как силы Переходного национального совета предприняли решающий штурм Сирта, неожиданно посетившая Триполи госсекретарь США Хиллари Клинтон заявила: «Мы надеемся, что скоро Каддафи будет схвачен или убит». Ее слова оказались пророческими.
Штурм Сирта длился полтора часа и увенчался успехом. Осознав, что сопротивление бесполезно, защитники города