[2] Cuando el último distrito leal de Sirte cayó, Gadafi y otros miembros del gobierno intentaron huir.Un drone Predator operado desde la Base Aérea Creech cercana a Las Vegas, Nevada,[7] Estados Unidos, disparó los primeros misiles al convoy, atacando su objetivo a 3 km al oeste de Sirte.Según el Financial Times, unidades de la Libia Libre en la zona también atacaron al convoy.[10] Según la OTAN esta no estaba enterada que al momento del ataque Gadafi iba en el convoy.[11] Gadafi sobrevivió al ataque y se refugió en una tubería con varios guardaespaldas.Un grupo de combatientes del CNT abrió fuego, hiriéndolo en una pierna y la espalda.Un combatiente demandó poner de pie a Gadafi, pero él se opuso.[21] Mahmoud Jabril mencionó un relato alterno, diciendo que "cuando el auto se movía quedó metido en un fuego cruzado entre los revolucionarios y las fuerzas de Gadafi en la que él fue impactado por una bala en la cabeza.Las posteriores declaraciones a Al Arabiya del forense Ibrahim Tika, que examinó el cadáver, confirmaron la muerte de Gadafi por dos disparos a quemarropa, en el estómago y en la sien."[35] Para terminar el cadáver fue trasladado a la cámara frigorífica de un centro comercial donde a miembros del público se les permitió entrar para verlo,[36] estando su cuerpo en exhibición pública hasta la tarde del 24 de octubre.Varios videos fueron grabados mostrando su cuerpo en el centro de esa cámara frigorífica.[45][46][47][48] Según varios oficiales del CNT el entierro fue asistido por unos cuantos oficiales y parientes, incluyendo a un prisionero de guerra, el exjefe de seguridad libia Mansour Dao.[49] Un canal de TV por satélite de Dubái, Emiratos Árabes Unidos, Al Aan TV mostró material que muestra el lugar del funeral donde oraciones islámicas fueron hechas.[50][51] El ministro de Información Mahmoud Shammam dijo que una fatwa declara que: "Gadafi no debía ser enterrado en cementerios musulmanes y no debía ser enterrado en un lugar conocido para evitar un sedición.Por lo que respecta al hijo mayor de Gadafi, y su previsto hijo sucesor, Saif al Islam Gadafi, aunque el Consejo Nacional de Transición libio también aseguró en un principio que le había capturado, la realidad es que consiguió huir de Sirte el día anterior, o el mismo 20.[53] Según sus declaraciones personales, "seguiría liderando la resistencia, y vengaría a su padre",[54] aunque el día 26 (pero de nuevo según el CNT) estaría intentando entregarse directamente al Tribunal Penal Internacional de La Haya,[55] junto con Abdullah Senussi, antiguo jefe del servicio secreto libio (cuya falsa captura en Trípoli también había sido anunciada el día 20).Dónde y cómo, eso lo discutiremos", dijo el fiscal a los periodistas.Su hijo en Libia Saif al Islam Gadafi fue detenido por las autoridades del Consejo Nacional de Transición iba huyendo directo a Níger con un traje beduino, fue encarcelado en Tripolí, en junio del 2017 fue liberado.
