En 2011, Flournoy, entón Subsecretario de Defensa para Política, axudou a persuadir ao presidente Obama a intervir militarmente en Libia
, a pesar da oposición de membros do Congreso e asesores clave da Casa Branca, como Joe Biden, vicepresidente; Tom Donilon, asesor de seguridade nacional; e Robert Gates, secretario de Defensa. Flournoy apoiou a imposición por parte da OTAN dunha zona de exclusión aérea sobre Libia para expulsar ao líder da resistencia Muammar Gaddafi, acusado de ordenar o asasinato de manifestantes e prometendo "perseguir aos rebeldes e non mostrar misericordia". Flournoy dixo que a imposición dunha zona de exclusión aérea necesitaba primeiro destruír as defensas aéreas de Libia con mísseis de cruceiro estadounidenses e británicos dirixidos ao sistema de defensa antimíssil libio e bombardeiros B-2 estadounidenses atacando aeródromos libios.