Regresó a Libia algunos años antes la primavera árabe y fue una de las primeras manifestantes en las calles que protestaron contra el ejecutivo de Muammar al-Gaddafi. En 2011, investigó la utilización de la violación como arma de guerra durante la guerra civil de Libia de 2011. Documentó 300 violaciones durante la guerra estimando que en total unas 6 000 mujeres fueron violadas. Declaró que cinco de las mujeres guardaespaldas personales de Muammar al-Gaddafi fueron violadas y abusadas sexualmente por éste y después entregadas a altos funcionarios como "juguetes sexuales ". Descubrió que los soldados pro-gubernamentales recibían Viagra y preservativos con el fin de animarlos a cometer las violaciones. Para sus encuestas, Seham Sergiwa viajó a los campos de refugiados en la frontera con Túnez y Egipto, distribuyó cuestionarios a las refugiadas y recibió 50 000 respuestas en retorno. Todas las acusaciones de violación fueron atribuidas a los soldados gubernamentales. La documentación de Seham Sergiwa fue transmitida a la Corte Penal Internacional de Libia.