Folkmassan var långt större än den mindre, radikala protest som hölls av extrema salafister på samma torg i staden. Demonstranter bar banderoller för att hedra den dödade USA-ambassadören Chris Stevens, som tillsammans med tre andra amerikaner dödades på konsulatet i Benghazi den 11 september.
Hundratals demonstranter fortsatte sedan med att storma den största salafist-milisens högkvarter i staden, uppger nyhetsbyrån Reuters.
De har tvingat iväg salafisterna från högkvarteret, för att sedan sätta eld på anläggningen, rapporterar AFP.
Vita huset i USA beskriver för första gången angreppet i Benghazi som en terrorattack med eventuell koppling till al-Qaida. Utrikesminister Hillary Clinton meddelade också att en utredning inleds om säkerheten vid konsulatet vid attacken som skedde under den våg av vrede i den muslimska världen som följde på den islamfientliga filmen som producerats i USA.