I 2011 stemte Donnelly for at tillade, at forsvarsministeriets midler blev brugt til militære aktioner som en del af NATO.
Intervention i Libyen. Han stemte også for den mislykkede resolution om at give præsidenten tilladelse til at fortsætte den begrænsede brug af amerikanske styrker i Libyen. Resolutionen fastslog, at Kongressen ikke støtter udstationering, etablering eller opretholdelse af tilstedeværelsen af enheder og medlemmer af de amerikanske væbnede styrker på jorden i Libyen, medmindre formålet med tilstedeværelsen er begrænset til forsvar af amerikanske regeringsembedsmænd eller NATO-medlemmer fra overhængende fare.