Первое наступление повстанцев на Триполитанию и контрнаступление каддафистов. Первая фаза (2-6 марта 2011 г.) была попыткой повстанцев развить свой успех из Киренаики для соединения с восставшими городами Триполитании. В ходе этого наступления противники режима овладели рядом населенных пунктов на приморском направлении, включая города Брега и Рас-Лануф, играющие важную роль в нефтяной промышленности Ливии. Наступление повстанцев было остановлено на пути к Сирту у города Бен-Джавад, после чего лоялисты перешли в наступление (7 марта) и отбили Рас-Лануф (11 марта), Брегу (14 марта) и начали операцию по овладению Адждабией (15—17 марта). В ходе данного контрнаступления части лоялистов, успешно наступавшие вдоль прибрежного шоссе, заняли последний крупный населенный пункт на пути к Бенгази.

Стоит отметить, что в ходе «национального» периода гражданской войны правительственные силы активно применяли тяжелое вооружение и военную технику, включая авиацию и артиллерию, что обеспечивало им важное преимущество над повстанцами. Последние применяли единичные образцы тяжелого вооружения (в том числе самолеты и вертолеты) с экипажами из дезертиров ливийской армии и других силовых структур. Кроме тотального превосходства в тяжелом вооружении, на данном этапе лоялисты значительно превосходили повстанцев своей организованностью и наличием относительно квалифицированных военных кадров. С другой стороны, моральных дух повстанцев был выше, что и позволило им достичь определенных успехов. Тем не менее падение ряда восставших городов в Триполитании и успешное контрнаступление каддафистов по приморскому шоссе позволяли режиму надеяться, что восстание будет подавлено до того, как иностранные государства смогут оказать «Национальному переходному совету» действенную помощь. Окончание данного периода гражданской войны застало механизированные колонны лоялистов на ближних подступах к повстанческой столице — Бенгази, где они уже начали артиллерийскую подготовку штурма города.

 После вступления НАТО в войну (19 марта 2011 г.) основные боевые действия гражданской войны в Ливии развернулись в Триполитании. На начальном этапе это было вызвано желанием каддафистов прочно закрепиться в этой исторической области Ливии после провала наступления на Бенгази путем ликвидации очагов сопротивления повстанцев. В дальнейшем активность повстанцев Триполитании была обусловлена пробуксовкой наступления отрядов из Киренаики, которое уперлось в позиции лоялистов у Бреги, несмотря на то, что положение повстанцев в Киренаике и их потенциальные возможности были неизмеримо лучше, чем у бойцов из Мисраты и берберов нагорья Нафуса. В рамках кампании в Триполитании можно выделить следующие важные элементы: битву за Мисрату-Злитен, битву за нагорье Нафуса и наступление берберов на побережье Ливии, последним и важнейшим аккордом которого стала битва за Триполи.

Так как основные боевые действия гражданской войны в Ливии развернулись в населенных пунктах, имеет смысл сказать несколько слов об их особенностях. Необходимо отметить, что большинство жилых и административных строений в ливийских городах предоставляло их защитникам лишь ограниченную защиту в силу наличия тонких стен из неплотных материалов (в первую очередь в крупных городах с современными постройками, и в меньшей степени в менее развитых населенных пунктах — например, в нагорье Нафуса, где отчасти использовались более толстые и прочные стены из традиционных материалов), которые не только пробивались из автоматических пушек и крупнокалиберных пулеметов, но даже не всегда могли обеспечить защиту от осколков артиллерийских снарядов и пуль винтовочного калибра. Потому ценность большинства зданий для сражающихся сторон заключалась в возможности скрытного размещения и перемещений, а также в возможности обеспечения более комфортного проживания бойцов. Примерно такие же тактические преимущества предоставляли высокие заборы, характерные для многих ливийских населенных пунктов, в первую очередь их пригородов, которые также не могли служить надежной защитой, но скрывали от наблюдения не только живую силу, но и технику сражающихся сторон. Исключения из вышеприведенной особенности составлял ряд военных объектов и важных комплексов административных зданий, имевших прочные подземные укрытия, потому неудивительно, что оборонявшимся лоялистам удавалось удержаться там дольше, несмотря на авиаудары НАТО.

 Одним из центральных событий новой фазы боевых действий, связанной с вступлением в войну НАТО, стала битва за Мисрату. Еще в конце предыдущей фазы ливийской гражданской войны силы лоялистов, получив подкрепление за счет освободившихся после взятия Эз-Завии формирований, предприняли штурм этого крупнейшего города в Триполитании, занятого повстанцами. Однако ввиду приоритетности наступления на Бенгази мисратская группировка каддафистов не обладала необходимыми силами для быстрого взятия такого крупного города, потому ограничивались лишь локальными атаками и обстрелом города из танков и артиллерийских систем. Ситуация резко поменялась после вступления в войну НАТО и провала наступления верных режиму сил на Бенгази, что вывело ситуацию в районе Мисраты на первый план. Это связано с тем, что, несмотря на авиационные удары Альянса, именно тут у каддафистов были реальные шансы на успех. А установление контроля над крупнейшим оплотом повстанцев в Триполитании упрочило бы положение режима в этом регионе, а также высвободило бы силы для операции против берберов в нагорье Нафуса.

С 18 марта лоялисты начали широкомасштабное наступление на Мисрату и к 30 марта заняли аэропорт на юго-западе города, южные и западные предместья, а также прорвались к центру Мисраты по магистральной улице Триполи. В дальнейшем верные Каддафи силы постепенно расширили свою зону контроля и к 17 апреля овладели примерно третью города и четвертью его центра, включая часть улиц Триполи и Бенгази, которые стали условной линией фронта. В ходе этих боев можно отметить создание повстанцами завалов и баррикад на улицах города с использованием грузовых автомобилей и морских контейнеров, наполненных песком, а также охоту за бронетехникой лоялистов (в первую очередь танками), которая часто действовала на улицах города без должного прикрытия пехоты. К безусловным успехам повстанцев в ходе массированного штурма города каддафистами можно отнести удержание расположенного к востоку от города порта и коммуникаций, связывавших порт с Мисратой. При этом, несмотря на захват значительной части города лоялистами, им не удалось сломить сопротивление повстанцев быстро. Затягивание же штурма привело к росту потерь от действий авиации НАТО и повстанцев, да и удержание контроля над захваченными пригородами и районами города сокращало свободные силы сторонников Каддафи. Совокупность этих факторов привела к тому, что штурм города выдохся.

Взятие же города в результате осады осложнялось как воздействием натовской авиации, так и провалом атак на порт, который начал принимать гуманитарные грузы и подкрепления из Киренаики. Не увенчались успехом и попытки каддафистов заминировать акваторию порта с помощью катеров.

Итогом провала операции по установлению полного контроля над городом стало контрнаступление повстанцев (видимо, получивших значительную помощь из Киренаики, как кадрами, так и вооружением и боеприпасами). Уже к 25 апреля противники режима выбили лоялистов из центра, а в дальнейшем и из остальных районов города и ближайших пригородов. 11 мая повстанцы захватили аэропорт Мисраты. Эта дата фактически обозначает конец битвы за Мисрату, несмотря на эпизодические наступательные операции лоялистов в дальнейшем. Боевые действия в данном районе надолго переместились в населенный пункт Дафния, протянувшийся от западной окраины Мисраты до восточной Злитена, а также в районе Тавурги, к югу от Мисраты на дороге в Сирт. Упорные атаки повстанцев на этих участках сковали силы лоялистов в Злитене и Тавурге, что во многом облегчило наступательные операции берберов в нагорье Нафуса и их широкомасштабное наступление на прибрежные города Триполитании, закончившееся падением столицы Джамахирии.