Í mars 2011 studdi Rubio þátttöku Bandaríkjanna í
herferð í Líbíu til að reka líbíska leiðtoga Muammar Gaddafi. Hann hvatti forystumenn í öldungadeildinni til að koma með "tvíflokkslausn í öldungadeildina sem heimilaði ákvörðun forsetans um að taka þátt í hernaðaraðgerðum bandamanna í Líbíu". Stjórnin ákvað að engin heimild þingsins væri nauðsynleg samkvæmt ályktuninni um stríðsvald; Joe Lieberman þingmaður (I-CT) gekk til liðs við Rubio í að skrifa skoðanakorn fyrir "Wall Street Journal" í júní 2011 og hvatti aftur til þess að slík heimild yrði samþykkt. Í október 2011 sameinast Rubio nokkrum öðrum þingmönnum í að þrýsta á áframhaldandi þátttöku til að "hjálpa Líbíu að leggja grunn að sjálfbærri öryggi". Skömmu eftir að Gaddafi var hrunið, varaði Rubio við að það væri alvarleg ógn af útbreiðslu milísa og vopna, og kallaði eftir meiri þátttöku Bandaríkjanna til að mæta þeirri ógn.