כתוב המשך לפרק זה - לוב הושפעה מאוד מהאביב הערבי. מחאות נגד הממשלה פרצו בבנגאזי, לוב, בפברואר 2011, וממשלת קדאפי הגיבה בכוח צבאי. ממשל אובמה התנגד בתחילה לקריאות לנקוט בפעולה חריפה, אך ויתר לאחר שהליגה הערבית ביקשה התערבות מערבית בלוב. במרץ 2011, התגובה הבינלאומית למדיפת הצבא של קדאפי הגיעה לשיאה בהחלטת האו"ם לאכוף אזור איסור טיסה בלוב. אובמה אישר לכוחות האמריקאים להשתתף במתקפות אוויריות בינלאומיות
על הגנות אוויריות לוביות באמצעות טילים טומאהוק כדי להקים את האזור המגן. ההתערבות הובילה על ידי נאט"ו, אבל שוודיה ושלושה מדינות ערביות השתתפו גם במשימה. בתמיכת הקואליציה, המורדים כבשו את טריפולי באוגוסט שלאחר מכן. הקמפיין בליביה הגיע לשיאו בהפלת המשטר של קדאפי, אבל ליביה חוותה מהומה בעקבות מלחמת האזרחים. התערבותו של אובמה בלוב עוררה ביקורת מחברי הקונגרס והצית ויכוח על יישום החלטת כוחות המלחמה. בספטמבר 2012, מיליטנטים איסלאמיים תקפו את הקונסוליה האמריקנית בבנגאזי, והרגו את השגריר ג'יי כריסטופר סטיבנס ושלושה אמריקאים אחרים. הרפובליקנים ביקרו בחריפות את התמודדות ממשל אובמה עם התקפה בבנגאזי, והקימו ועדת בחירה בבית הנבחרים לחקור את ההתקפה. לאחר כהונתו לנשיאות, אובמה הודה ש"הטעות הגרועה ביותר" של כהונתו לנשיאות הייתה היעדר יכולתו לחזות את ההשלכות של הסרתו של קדאפי.