V marci 2011, po tom, čo bol kritizovaný za svoju neochotu podporovať egyptskú a tuniskú revolúciu, a presvedčený filozofom Bernardom-Henri Levyom, aby Francúzsko aktívne angažovalo proti silám líbyjského vodcu Muammara Kaddáfího, bol Nicolas Sarkozy jedným z prvých hlav štátov, ktorí požadovali rezignáciu Kaddáfího a jeho vlády, ktorá vtedy bojovala v občianskej vojne v Líbyi. Dňa 10. marca 2011 privítal Nicolas Sarkozy v Elysejskom paláci troch vyslancov z Líbyjskej národnej prechodnej rady (NTC), ktorých mu priniesol Bernard-Henri Levy, ktorý bol sprostredkovateľom na stretnutí. Nicolas Sarkozy im sľúbil, že na Kaddáfího lietadlá bude zavedená bezletová zóna. Tiež im sľúbil francúzsku vojenskú pomoc. Dňa 17. marca 2011 prijala Bezpečnostná rada Organizácie Spojených národov na žiadosť Francúzska rezolúciu č. 1973, ktorou sa povoľuje vytvorenie bezletovej zóny nad Líbyou a prijatie "nutných opatrení" na ochranu civilného obyvateľstva krajiny. Dňa 19. marca 2011 Nicolas Sarkozy oficiálne oznámil začiatok
vojenskú intervenciu v Líbyi s účasťou Francúzska. Tieto kroky Nicolasa Sarkozyho boli priaznivo prijaté väčšinou francúzskej politickej triedy a verejnej mienky.