卡扎菲感到，發動政變已經成為一件刻不容緩的事情。于是，他與賈盧德在的黎波里東南不遠的塔爾胡納召開了一次緊急會議，決定將政變時間確定為1969年9月1日凌晨2時30分。他們還制定了詳細的行動計劃，決定采用突然襲擊的方式奪取政權。政變前，卡扎菲對王室的軍力部署進行了分析。他認為，王室在班加西的兵力最強，因為國王衛隊就駐扎在這里。這支衛隊通常被稱為昔蘭尼加衛隊，對國王忠貞不貳，且裝備精良，能否順利解決這支衛隊便成為整個政變計劃成敗的關鍵。為此，卡扎菲決定留在班加西，委派他的助手穆薩·艾哈邁德突襲昔蘭尼加衛隊，委派他的另一名助手穆斯塔法·卡魯比占領貝卡軍營和廣播電臺。他派賈盧德去的黎波里，主持在首都的行動。此外，他還派自由軍官組織的其他成員分赴其他地區同時分頭行動。

　　總的說來，這是一場不流血的政變，卡扎菲采取的迅雷不及掩耳的行動獲得了極大成功。在整個政變過程中，僅在突襲昔蘭尼加衛隊時發生了小的沖突。穆薩·艾哈邁德率領的一隊人馬輕而易舉地解除了衛隊崗哨的武裝，占領了軍營。雙方在一陣對射中，1人被打死，15人受傷，衛隊司令在家中被擒，成為俘虜。其他地區的政變行動基本上沒有遇到抵抗。名單上的宮廷要員和軍政高官基本上被拘捕。王儲聽到槍聲立即從宮中逃出，藏到游泳池里，他于次日被捕后，立即表示效忠新政權。

　　1969年9月1日清晨6時，的黎波里廣播電臺開始播放軍樂曲，表明政變已經取得完全成功。6時30分，卡扎菲在班加西廣播電臺發布政變成功后的第一號公報。自由軍官組織事前未曾想到準備公報，卡扎菲得到政變成功的消息后，立即取來一張紙，倉促寫了公報提綱，其他內容是他在電臺廣播時即席加上的。

　　卡扎菲在公報中說：“偉大的利比亞人民，為了履行你們的自由意志，實現你們崇高的愿望，誠摯地響應你們不斷提出的變革要求和為之而奮斗的渴望，傾聽你們對發動革命和起義的激勵，你們的武裝部隊已采取行動，推翻了反動、落后和腐朽的制度。這個腐朽的制度令人作嘔和恐懼。你們英雄的軍隊一舉摧毀了這些偶像，從而結束了漫漫長夜，即從土耳其的統治到意大利的暴虐，然后是反動政權的時代，這是貪污腐敗、裙帶關系、背信賣國的時代。”卡扎菲宣布，一個新的利比亞誕生了，這是一個擁有主權的自由共和國，命名為阿拉伯利比亞共和國。

　　出于安全和穩定政局的考慮，在政變成功后一周左右，卡扎菲沒有宣布自己的名字，也沒有宣布自由軍官組織中其他成員的名字。一周以后，利比亞公布了由12人組成的國家最高權力機構——革命指揮委員會的人員名單。此后，卡扎菲及其政變的神秘面紗才逐漸被揭開。這場政變被稱為“九·一”革命。

　　長期以來，卡扎菲一直認為，利比亞、非洲、整個阿拉伯世界及第三世界其他發展中國家的敵人是以美國為首的西方世界。為此，他呼吁組織一支龐大的國際軍隊，讓這支軍隊遍布全球，共同對付西方“新十字軍”的進攻，并在美國人腳下燃起熊熊大火。在利比亞國內，他重視軍隊建設，并一直擔任武裝部隊最高統帥。“九·一”革命后，利比亞實行義務兵和志愿兵相結合的兵役制。1983年2月，卡扎菲命令實施“革命總動員計劃”，對全體適齡男女進行軍訓。1988年8月，卡扎菲宣布取消正規軍，將正規軍改編為“民眾國衛隊”，并在各省建立由省政府防御人民委員會領導的地方部隊，稱為防衛區衛隊。1988年11月，卡扎菲決定撤銷最高指揮部和總司令之職。1989年9月，他宣布成立全國臨時防務人民委員會，也就是全國最高武裝力量司令部，負責處理具體軍務。

　　在與美國等西方國家進行抗爭的問題上，卡扎菲另一個重要考慮就是動員組織群眾，實行全民皆兵，打一場人民戰爭。

　　卡扎菲說，我們準備發動圣戰抵抗美國和西方的進攻，用我們的鮮血來書寫解放宣言。我們依靠的力量是民眾國的廣大民眾，因為群眾是巨大的洪流，人民的力量是使敵人畏懼的力量。對待新殖民主義的新攻勢，我們不只是口頭上說“不”，還將為之付出鮮血和生命。歷史已經證明，任何膽敢碰撞利比亞人民的侵略者都將落得可恥下場。西方為掠奪利比亞的石油而向我們發動進攻，利比亞人民在沒有石油的情況下已經活了幾千年，現在我們不會為了石油而喪失自由和尊嚴。在必要的情況下，我們準備燒掉油井，炸掉油港。我們將用刀槍和匕首進行抵抗。根據卡扎菲的想法，首先要把重要戰略地區的人民武裝起來，搞一道、二道乃至三道防線，層層抵抗，層層把關。與此同時，全國實行兵役制，各個公社都建立起武裝組織，建立人民武裝力量，實行全民皆兵，其中包括發揮婦女的作用。

　　卡扎菲在《綠皮書》中一再強調，“自由寓于需要之中”。根據這一思想，他當時更多地強調，由于婦女的生理特征，婦女的天地在家庭中，男女不可能絕對平等。與此同時，卡扎菲又指出，凡是要工作并有能力工作的社會成員，無論男人或女人，社會都應該為他們提供工作機會，但首先要保證每個人都在適合的領域工作，而不是被迫去完成不適合的工作。

　　《綠皮書》問世后，卡扎菲關于婦女問題的思想又有新發展。1981年9月1日值“九·一”革命12周年之際，卡扎菲就婦女問題發表了一篇慷慨激昂的講話。他在這次講話中呼吁穆斯林世界的婦女擺脫枷鎖，發動一場婦女解放運動。

　　此前一個月，卡扎菲連續發表談話，他根據當時利比亞與美國對抗的形勢，大談婦女在利比亞防務中的作用問題及阿拉伯婦女解放問題。他說，阿拉伯各國的男人和女人都面臨著外來侵略的威脅。但是，在阿拉伯國家內部，事實上婦女一直處于封建主義統治之下，是巨額利潤的犧牲品，是受壓迫者。解放阿拉伯婦女的口號是一顆炸彈，它將震撼整個阿拉伯地區，并將推動被囚禁在宮殿和市場中的婦女們沖破牢籠，起來反抗她們的監禁者、剝削者和壓迫者。這一號召無疑將會在整個阿拉伯民族和全世界產生深遠的影響。他指出，伊斯蘭意味著建設自由、平等和人道的社會。而婦女目前是不受尊重的，流行的習俗是對伊斯蘭的侮辱。我們決心要使這場革命摧毀反動派的大本營和他們的堡壘，襲擊并搗毀奴役阿拉伯婦女的高大宮殿，使從大西洋到海灣的婦女統統獲得解放。