В 1964 году у селения Тельмейта под Бенгази, состоялся первый съезд организации. По предложению Каддафи, ее девизом стал выдвинутый египетской революцией 1952 года лозунг "Свобода, социализм, единство!" Группа молодых, революционно настроенных военных стала называться "Организация свободных офицеров юнионистов-социалистов". Её членам запрещалось играть в карты, пить вино, посещать увеселительные заведения, предписывалось строго соблюдать все религиозные обряды. Центральному комитету было поручено начать подготовку вооружённого восстания.
После окончания военного колледжа курсанты-заговорщики были направлены в войска для дальнейшего прохождения службы. И фактически уже в 1966 году начался новый этап подготовки к революционному выступлению.
Влияние офицеров-подпольщиков быстро росло. Их личная порядочность, честность и непритворная забота о простых людях сделали их авторитетными командирами, которым безгранично доверяли солдаты. Очень скоро большая часть армейских соединений находилась под влиянием "Организации офицеров". Июньская война с Израилем 1967 года стала настоящим катализатором революции. Поражение арабов в этой войне, вызвавшее во всем арабском мире спонтанный прилив патриотических настроений и националистических эмоций, имело широкий общественный резонанс и в Ливии. Патриотические чувства военнослужащих, особенно офицеров, были оскорблены тем, что монархическое правительство Ливии под давлением США не приняло участие в отражении израильской агрессии и уклонилось от помощи Египту.
После этого подготовка к свержению дискредитировавшего себя монарха перешла в активную фазу. Но потребовалось ещё два года, чтобы окончательно подготовить революцию.
Несколько раз вооруженное выступление отменялось. Каддафи, ставший к этому моменту уже капитаном, слишком хорошо понимал, какую цену придётся заплатить за недостаточную подготовку.
К этому моменту Ливия превратилась в едва ли не главный опорный центр НАТО на Средиземноморье. Здесь были размещены военные базы Италии, Англии и самая большая в регионе база ВВС США. Под защитой этих иностранных штыков король чувствовал себя вполне уверенно, считая, что при любой угрозе его власти Америка и Англия немедленно поддержат короля как гаранта иностранного военного присутствия в Ливии.
Руководство "свободных офицеров" назначило вооруженное восстание на 1 сентября.