И все же воздушное превосходство коалиционных сил стало решающим фактором. Силы правительственных войск были истощены.
20 августа 2011 года с запада и востока началось решающее наступление повстанцев на Триполи. 28 августа после недели ожесточенных боев правительственные силы были выбиты из столицы. 20 октября пал последний оплот каддафистов — Сирт, полковник Муаммар Каддафи попал плен к повстанцам и после пыток и издевательств был расстрелян.
Решающее наступление повстанцев было бы невозможным без наземной операции НАТО. Британские и французские военные специалисты работали непосредственно в отрядах мятежников и сумели создать из этого почти неуправляемого воинства некое подобие армии, наладили их координацию между собой и с силами НАТО, снабжение разведданными. Кроме того, в рядах мятежников работали военные инструкторы из ОАЭ, Катара и Италии. Глава комитета по иностранным делам Национальной ассамблеи Алекс Понятовский утверждал, что в Ливии действовало 200-300 бойцов французских сил специальных операций, военный журналист Жан-Доминик Мерше настаивал на том, что эта цифра не превышала 70 бойцов Командования специальных операций.
Первая группа прибыла в Бенгази 9 апреля, вторая — в конце того же месяца в осажденную правительственными войсками Мисурату, третья — в августе начала работу в мятежных отрядах на нагорье Нафуса, помимо всего прочего, она отвечала за парашютную доставку в этот сектор военных (в том числе и ПТРК Milan) и медицинских грузов, закупленных на деньги Катара. Действия всех трех групп держались в секрете, их члены не носили униформу. Есть также данные о нескольких рейдах подразделений коммандос французских ВМС против объектов логистики ливийской армии. Они высаживались с кораблей оперативной группировки 473 и действовали в униформе.
Война в Ливии продемонстрировала неплохие действия французских ВВС и ВМС на тактическом уровне, армия в силу самого характера кампании проявить себя никак не могла, не считая ограниченного участия спецназа. Одним из знаковых моментов стало масштабное (140 часов налета на самолет в месяц) и весьма успешное боевое применение самого амбициозного проекта французского военного авиапрома — многоцелевого истребителя четвертого поколения Dassault Rafale, который в условиях полного отсутствия воздушного противодействия со стороны противника показал лишь часть своих возможностей. Эффективность же ударных вертолетов Gazelle и Tiger была гораздо выше, если исходить из критерия «цена боеприпасов — результативность». УДК типа Mistral получили возможность в полной мере продемонстрировать свой потенциал боевых платформ для ударных вертолетов.
Со стратегической точки, победные результаты кампании были весьма неочевидны для Франции, как и для всей коалиции. Новое правительство страны, созданное бывшими повстанцами, так и не смогло стабилизировать ситуацию, страна погрузилась в хаос, гражданская война трансформировалась во всеобщее противостояние всех против всех — борьбу между собой ведут правительственные структуры, полевые командиры, исламистские группировки, племенные армии. Ввиду этого Западу так и не удалось взять под контроль ливийскую нефтедобывающую отрасль. Разрушение системы безопасности Ливии привело к дестабилизации всего региона. С последствиями «победы» в Ливии французам пришлось разбираться через год уже в стране зоны своих непосредственных интересов — в Мали.
Восстание туарегов в Мали (четвертое по счету с момента получения страной независимости) стало прямым продолжением ливийской войны. Территория проживания туарегов (сами они называют ее Азавад), не имеющих своего государства, поделена между Мали, Нигером, Буркина-Фасо, Алжиром и Ливией. Их насчитывается до 5,5 млн. человек. Последнее восстание туарегов в Нигере (2007-2009) получило название «урановая война», поскольку от боевых действий пострадали французские и китайские компании, которые ведут добычу урана в этой стране. Этот конфликт удалось погасить при посредничестве Алжира и Ливии.
После падения режима Муаммара Каддафи туареги, сражавшиеся на стороне регулярной армии (в том числе и в знаменитой бригаде Хамиса Каддафи), стали возвращаться на родину. С собой они привезли огромное количе — ство оружия и боевой техники, включая противотанковые ракетные комплексы, ПЗРК «Игла-1» и даже ракетные системы залпового огня (РСЗО) БМ-21 «Град».