En 2011, Flournoy, llavors Subsecretari de Defensa per a Polítiques, va ajudar a persuadir el president Obama a intervenir militarment a Líbia
, malgrat l'oposició de membres del Congrés i assessors clau de la Casa Blanca, com Joe Biden, vicepresident; Tom Donilon, assessor de seguretat nacional; i Robert Gates, secretari de Defensa. Flournoy va donar suport a la imposició per part de l'OTAN d'una zona d'exclusió aèria sobre Líbia per expulsar el líder de la resistència Muammar Gaddafi, acusat d'ordenar l'assassinat de manifestants i prometre "caçar els rebels i no mostrar pietat". Flournoy va dir que la imposició d'una zona d'exclusió aèria necessitava primer destruir les defenses aèries de Líbia amb míssils de creuer nord-americans i britànics dirigits al sistema de defensa de míssils de Líbia, i bombarders B-2 nord-americans atacant els aeròdroms líbics.