Com a derrota iminente da oposição, parecia que Gaddafi iria triunfar. Contudo, em 17 de março de 2011, o Conselho de Segurança das Nações Unidas aprovou a Resolução 1973 que autorizava seus Estados-membros a "tomar todas as medidas necessárias para proteger os civis e áreas civis densamente povoadas sob ameaça de ataque na Líbia". Dois dias depois, forças aéreas e navais da OTAN, lideradas por França, Estados Unidos e Reino Unido bombardearam alvos militares por toda a Líbia, focando especialmente as cidades de Trípoli e Bengazi. Nesta última, os bombardeios aéreos garantiram o fim do cerco e firmou a primeira grande vitória às forças militares da oposição, que passariam o resto da guerra na ofensiva. Com a intervenção militar da OTAN em andamento, os rebeldes (agora representados por uma organização unificada, o Conselho Nacional de Transição ou CNT) iniciaram a marcha até o oeste do país, tomando boa parte da região central da Líbia. Violentos combates seguiam enquanto a oposição tomava uma cidade após a outra. Acuado, Gaddafi e as forças leais a ele continuavam em retirada até a região oeste.