2011年2月17日，利比亞爆發“憤怒日”大規模示威抗議，要求政府下臺。3月19日起，英國、法國、美國等多國軍隊發動對利比亞的空襲。卡扎菲號召其支持者抗擊反對派武裝和北約。卡扎菲在電話中警告英國前首相布萊爾，如果自己丟掉政權，恐怖集團將在中東崛起並必將攻擊歐洲。 8月22日利反政府武裝攻入首都的黎波里，宣稱奪取控制權； 卡扎菲政權正式倒臺。10月20日，執政當局佔領卡扎菲殘餘的最後一個據點蘇爾特， 卡扎菲及其接班人穆塔西姆死於槍殺。執政當局武裝將兩人遺體送至米蘇拉塔一處肉類冷藏庫中向市民展覽了4天 後秘密下葬。卡扎菲身亡後，利比亞分崩離析。

2011年10月20日，利比亞“全國過渡委員會”武裝稱在蘇爾特已經俘獲了卡扎菲。卡扎菲在其家鄉蘇爾特的一個廢棄下水管道中被捕，慘遭虐待後，頭部和腹部遭到致命連環槍擊身亡。

卡扎菲重傷身亡後，其遺體沒有按照伊斯蘭慣例馬上被下葬，而是與其接班人穆塔西姆的遺體一起，被放在一處肉類冷藏庫中向市民展覽。

當地時間2011年10月25日清晨，利比亞執政當局“全國過渡委員會”（以下簡稱“過渡委”）已將該國前領導人奧馬爾·穆阿邁爾·卡扎菲的遺體埋葬在利比亞境內一處秘密地點。 其兒子穆塔西姆及卡扎菲一名親信也被埋葬。 為了避免其墓地成為一處“聖地”或者遭到蓄意破壞，決定將卡扎菲秘密埋葬在沙漠深處 ，下葬處不會有墓碑等標識，葬禮只有一些部落酋長和宗教人士參加。報道指，葬禮共只有4名“目擊者”，他們都向《古蘭經》發誓永不洩漏墓地的位置。

據埃及媒體報道，埃及前總統穆巴拉克在醫院裡看到了卡扎菲被殺的電視新聞和畫面，極為傷心和悲痛，於是歇斯底里地大哭起來，很快就昏厥過去了。報道引用醫院訊息靈通人士的話說，“穆巴拉克昏厥過去後，如果不是大夫採取措施及時，並給他吃了鎮靜藥，穆巴拉克的心臟就會停止跳動。