1 września Narodowa Armia Wyzwoleńcza otoczyła miejscowość Harawa pod Syrtą.
Władze powstańcze wydały pod adresem obrońców Syrty ultimatum, żądając ich kapitulacji w ciągu 24 godzin, gdyż ogłoszono, że negocjacje nie mogą trwać w nieskończoność. Ultimatum wobec rządu przedłużono jednak do 3 września, a następnie w wyniku załamania się negocjacji ze starszyzną plemienną do 10 września. Do tego dnia armia libijska podległa wciąż Kaddafiemu miała poddać kontrolowane miasta. NATO mimo ultimatum rebeliantów nadal kontynuowało bombardowanie z powietrza.
4 września Narodowa Armia Wyzwoleńcza weszła do wioski Umm El Ghindel pod Syrtą. Obrońcy wioski zgodzili się na złożenie broni. 6 września Narodowa Armia Wyzwoleńcza stoczyła 8 km od Syrty potyczkę z armią Kaddafiego. Zginął jeden żołnierz, a jeden rebeliant odniósł rany. W bombardowaniu NATO zniszczone zostały trzy pojazdy. 8 września rebelianci przejęli kontrolę nad Czerwoną Doliną pod Syrtą. Dzień później lojaliści podjęli nieudany kontratak na utraconą dzień wcześniej Czerwoną Dolinę.
11 września rozpoczęły się walki na przedmieściach Syrty. Szturm na miasto z trzech stron zainicjowano 15 września. Powstańcy znaleźli się pod silnym ostrzałem wojsk Kaddafiego.