尽管利比亚3月18日宣布接受安理会决议,立即停止所有军事行动,但3月19日,美、法、英等国出动战机和舰艇,对当时的卡扎菲政权的相关目标实施军事打击。3月31日,北约正式从美英法等国手中接管对利比亚军事行动指挥权。10月20日,卡扎菲被抓,伤重不治。10月31日子夜,北约结束对利比亚的军事行动。
在利比亚战事中,美国在行动开始阶段动用战机空袭利比亚,随后由北约接手指挥权。在这次行动中,美国一直没有派遣地面部队进入利比亚,只向反政府武装提供非武器援助并支持英国、法国和意大利向利比亚派遣军事人员。
在美国等北约国家军事干预帮助下,当时的利比亚反对派武装转守为攻,最后推翻了卡扎菲政权。但是,战后的利比亚仍然举步维艰,很多遗留问题依旧没有解决,包括党派纷争不断,武器流失民间,抢劫、绑架等犯罪现象严重。