2011 márciusában Rubio támogatta az Egyesült Államok részvételét a líbiai katonai hadjáratban.
hogy megdöntsék a líbiai vezetőt, Muammar Kadhafi-t. Arra buzdította a szenátus vezetőit, hogy hozzanak "egy kétpárti határozatot a szenátus padlójára, amely felhatalmazza az elnök döntését, hogy részt vegyen a szövetséges katonai akcióban Líbiában". Az adminisztráció úgy döntött, hogy a háborús hatáskörök határozat értelmében nincs szükség kongresszusi felhatalmazásra; Joe Lieberman szenátor (I-CT) csatlakozott Rubiohoz egy véleménycikk írásában a "Wall Street Journal" -nak 2011 júniusában, ismét sürgeti az ilyen felhatalmazás elfogadását. 2011 októberében Rubio számos más szenátorhoz csatlakozott, akik a folyamatos elkötelezettséget szorgalmazták, hogy "segítsék Líbiát a fenntartható biztonság alapjainak megteremtésében". Röviddel Kadhafi megbukása után Rubio figyelmeztetett, hogy komoly fenyegetést jelent a milíciák és fegyverek terjedése, és további amerikai beavatkozást kért a fenyegetés ellensúlyozására.