Vuonna 2011 Flournoy, puolustusministeriön varapääministeri, - sai presidentti Obaman vakuuttumaan
Sotilaallinen väliintulo Libyassa huolimatta kongressin jäsenten ja Valkoisen talon tärkeiden neuvonantajien vastustuksesta, kuten varapresidentti Joe Biden, kansallisen turvallisuuden neuvonantaja Tom Donilon ja puolustusministeri Robert Gates. Flournoy tuki Naton johtamaa lentokieltoaluetta Libyan yllä, jonka tarkoituksena oli syrjäyttää vastarintaliikkeen johtaja Muammar Gaddafi, jota syytettiin mielenosoittajien tappamisesta ja joka lupasi "metsästää kapinallisia ilman armoa". Flournoyn mukaan lentokieltoalueen asettaminen edellytti ensin Libyan ilmatorjunnan tuhoamista Yhdysvaltain ja Britannian risteilyohjuksella Libyan ohjuspuolustusjärjestelmään ja Yhdysvaltain B-2-pommittajilla Libyan lentokentille.