W czasie trwania bitwy o Trypolis, szefowa dyplomacji UE Catherine Ashton zapewniła pomoc medyczną dla dotkniętej ciężkimi walkami stolicy kraju, Trypolisu, wesprzeć nowe władze libijskie w przywracaniu bezpieczeństwa, zadbać o odbudowę gospodarczą kraju i wesprzeć proces demokratyzacji. Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej ogłosiła, że w ośrodku badawczym pod Trypolisem znajduje się uran i inne materiały, których można użyć do zbudowania nuklearnej "brudnej bomby". Zaapelowano do rebeliantów, żeby zabezpieczono materiały.
24 sierpnia rano doszło do nalotu NATO. Komando rebeliantów było blisko schwytania Kaddafiego, gdyż ten ukrywał się w jednym z domów prywatnym w centrum stolicy, jednak opuścił je na kilka godzin przed przybyciem bojowników. Walki toczyły się o hotel Rixos, w którym przetrzymywano ponad 30 zagranicznych dziennikarzy, których przed godz. 17. wypuszczono. Strzały były słyszane także w kompleksie Bab al-Azizija, który został ostrzelany przez wojsko. Rebelianci przejęli kontrolę nad dzielnicą Abu Salim. Tymczasem dramatyczna sytuacja panowała w stołecznych szpitalach, które były przepełnione rannymi. Rebelianci ewakuowali cywilów z regionów walk, gdyż lojaliści używali ich jako żywych tarcz. W jednym z magazynów o które toczono zacięte walki, żołnierze przeprowadzili egzekucje 53 osób – głównie cywilów.