V letu 2011 je Flournoy, takratni podsekretar za politiko, pomagal prepričati predsednika Obamo, da
vojaško posredovanje v Libiji, kljub nasprotovanju članov kongresa in ključnih svetovalcev Bele hiše, kot so Joe Biden, podpredsednik, Tom Donilon, svetovalec za nacionalno varnost in Robert Gates, minister za obrambo. Flournoy je podpiral NATO-ovo uvedbo območja prepovedi letenja nad Libijo, da bi izgnal vodjo upornikov Muammarja Gadafija, obtoženega, da je ukazal ubijanje demonstrantov in obljubljal, da bo "preganjal upornike in jim ne bo pokazal milosti". Flournoy je dejal, da je uvedba območja prepovedi letenja najprej zahtevala uničenje libijske zračne obrambe z ameriškimi in britanskimi križarskimi izstrelki, ki so ciljali na libijski raketni obrambni sistem, in ameriškimi bombniki B-2, ki so napadli libijska letališča.