Gaddafi bị chính thức lật đổ vào cuối tháng 8 năm 2011, sau 42 năm cầm quyền ở Libya. Đến giữa tháng 9, khoảng một nửa quốc gia trên thế giới, chính thức công nhận
Hội đồng Chuyển tiếp Quốc gia Libya (NTC) là chính quyền hợp pháp của nước này.
[119] Ngày 6 tháng 10, đại tá Gaddafi lại ra mặt sau một thời gian mất tích để kêu gọi "toàn dân xuống đường biểu tình rầm rộ phản đối chính quyền lâm thời Libya", nhưng chẳng có ai hưởng ứng và không có cuộc biểu tình chống
NTC nào diễn ra.
[120][121]
Quân NTC tấn công
Sirte, quê hương và cũng là thành trì cuối cùng của Gaddafi, vào ngày 20 tháng 10. Cùng ngày, các phương tiện truyền thông đã dẫn lời một quan chức quân đội cao cấp của hội đồng Dân tộc chuyển tiếp Libya (NTC) cho biết đại tá Gaddafi đã chết vì nhiều vết thương nặng khi đang trên đường chạy trốn và bị bắt gần Sirte.
[122][123][124][125][126] Theo một số nguồn tin, Gaddafi bị bắt khi đang trốn trong một ống cống,
[6][127][128] ông ta đã cầu xin tha mạng
[129] và van xin các binh sĩ nổi dậy "đừng bắn",
[130] nhưng sau đó đã chết do bị một viên đạn bắn vào đầu,
[131] việc ông bị hành quyết hay bị trúng đạn lạc đang được yêu cầu điều tra
[132]
Binh sĩ NTC viết lên cống bằng sơn màu xanh dòng chữ "Nơi trốn của Gaddafi, con
chuột cống",
[133] và chuyền nhau khẩu súng lục bằng vàng của ông ta.
[134] Thi thể của Gaddafi sau đó được đưa đến
Misrata với 2 cái lỗ trên ngực và thái dương, và được đặt trong một phòng lạnh dùng để chứa thịt gia súc
[135][136] cùng với thi thể của con trai
Mu'tasim.
[137] Tại đây, người ta xếp những hàng dài để được vào xem tận mắt thi thể Gaddafi, dắt theo cả con cái
[138] và tạ ơn Thượng đế.
[139]