3月20日凌晨2时33分左右，利比亚首都的黎波里爆发出激烈的防空炮火。三架B-2幽灵式战略轰炸机在利比亚的机场上丢下了40枚炸弹。同一时间，美军战斗机开始在利比亚境内搜索军事目标予以攻击，没有一架战机在任务中损失。3月22日，一架美国空军F-15鹰式战斗机双座战斗机从义大利西西里的西哥奈拉海军航空基地起飞时因为机械故障墬落于利比亚，两位飞行员紧急跳伞成功获救，送往美军基地观察治疗中。3月31日，美国将军事行动指挥权移交北约，退出利比亚战事，奥德赛黎明行动自此结束；而北约则透过，维持利比亚禁飞区，