當地時間20日，美國及其盟友對利比亞首都的黎波里附近的政府目標發動了更多的空襲。西方國家的戰機20日早間在的黎波里郊外投擲炸彈，引發利比亞領導人卡扎菲領導的軍隊的高射炮回擊。
　　
　　當地時間２０日晚１０時左右，新華社記者在的黎波里市中心看到密集的防空炮火從地面射向天空。橘紅色的連串炮火在夜空中交織，形成密集的火網，并在高空中發出巨大的爆炸聲。美國CNN電視臺的畫面中能夠清晰看到流彈劃過夜空的軌跡，不時傳來爆炸聲響，防空部隊也已密集開火。據英國廣播公司報道，炮聲持續了大約10分鐘。
　　
　　新華社駐的黎波里分社報道員說，在利比亞領導人卡扎菲的駐地阿齊齊亞兵營附近地區看到有濃煙升起，可能是有地面目標遭到襲擊。但目前尚不清楚是遭到西方戰機轟炸還是來自于海面軍艦發射的導彈襲擊。
　　
　　
　　美國軍方周日表示，卡扎菲軍隊的防空力量已被大大削弱。五角大樓稱，美國一共發射了110枚戰斧式巡航導彈。美、英、法三國的軍事代表宣稱，空襲成功阻止了卡扎菲軍隊對反政府武裝大本營班加西的進攻。另據半島電視臺的消息，法國空軍的戰機已在班加西郊外的空襲中摧毀了至少4輛卡扎菲部隊的坦克。
　　
　　美國總統奧巴馬對其部隊下達的是"對利比亞實施有限軍事干預"的命令。奧巴馬還強調，美國將不派地面部隊前往利比亞。法國20日派遣“戴高樂”號航空母艦前往利比亞，加強聯軍對利比亞政府軍的空襲能力。此外，美國和法國表示，海灣國家卡塔爾也決定參加在利比亞的國際軍事行動。法國官員稱，卡塔爾準備派遣四架飛機。
　　
　　此外，美國和法國表示，海灣國家卡塔爾也決定參加在利比亞的國際軍事行動。法國官員稱，卡塔爾準備派遣四架飛機。當地民眾在防空炮擊開始后紛紛涌上街頭示威，抗議西方國家對利比亞進行的軍事打擊。有武裝人員在記者所住飯店門口向天鳴槍示威。
　　
　　此前，利比亞領導人卡扎菲稱，利比亞已準備好與西方聯軍展開“長期斗爭”。然而，20日，利比亞政府發言人宣布，其部隊將立刻停火。這名發言人呼吁在首都的黎波里的利比亞民眾，向東部的班加西進行“和平游行”。利比亞當局公布消息稱，空襲至少造成64人喪生，其中包括平民百姓。