Han talade till Atlanttidningen och sade att operationen gick så bra som han hade hoppats, men Libyen var nu "en röra".
I artikeln sades det också att han hade varnat statsministern för att Storbritannien skulle behöva betala sin "rättvisa andel" och spendera 2 procent av BNP på försvar.
Som svar sade nummer 10 att det fanns "många svåra utmaningar" i Libyen, medan Vita huset sade att det djupt uppskattade Storbritanniens bidrag.
Downing Street kommenterade inte president Obamas kommentar till statsministern om försvarsutgifter, enligt uppgift gjord innan förbundskansler George Osborne sade regeringen skulle uppfylla ett Nato-löfte att spendera 2% av nationalinkomsten på försvar förra året.
Som svar på intervjun sade en talesman för USA:s nationella säkerhetsråd att Cameron hade varit "så nära en partner som presidenten har haft" och tillade att "vi sätter stort värde på Storbritanniens bidrag till våra gemensamma nationella säkerhets- och utrikespolitiska mål".
BBC North America redaktör Jon Sopel sade den oönskade uttalande ut av Vita huset föreslog Downing Street hade reagerat argt på artikeln.
"Det är som vi har sett en gardin dras tillbaka på unspun tankar president Obama, komplett med frustration också, och vad vi har sett ikväll är Vita huset försöker stänga gardinen så snabbt som det kan", tillade han.
Gaddafiregimens störtande i Libyen - efter FN-understödda flyganfall som utformats för att skydda civila - ledde till ett maktvakuum och instabilitet, utan fullständig kontroll.
Ingripandet leddes av Storbritannien och Frankrike - och i sin intervju reflekterar Barack Obama över "vad som gick fel", och säger: "Det finns utrymme för kritik, eftersom jag hade större förtroende för att européerna, med tanke på Libyens närhet, investerades i uppföljningen."
Cameron, sade han, blev "förvirrad av en rad andra saker". Han kritiserade också den förre franske presidenten Nicolas Sarkozy och sade att han hade försökt få strålkastarljuset.
Den förre franske presidenten sade att han "vill basunera de flygningar han tog i flygkampanjen, trots att vi hade utplånat alla luftförsvar och i huvudsak inrättat hela infrastrukturen" för ingripandet.
President Obama sade interventionen "blev stora civila förluster (och) förhindrade vad nästan säkert skulle ha varit en långvarig och blodig civil konflikt". Men han tillade: "Och trots allt detta är Libyen en enda röra."
Han kritiserade också vad han kallade "fria ryttare" i intervjun och sade att europeiska länder och Gulfländer krävde åtgärder mot Khadaffi och tillade: "Men vad som har varit en vana under de senaste decennierna under dessa omständigheter är människor som driver oss att agera men sedan visar en ovilja att sätta någon hud i spelet."
Trots ansträngningarna att stödja Libyens nationella övergångsråd, och det första valet i landet i årtionden, hamnade det snabbt i våld, med två rivaliserande regeringar och bildandet av hundratals miliser, några allierade med den så kallade islamiska staten.
I januari sade David Cameron till parlamentsledamöterna att "det libyanska folket fick möjlighet" att bygga upp en stabil demokrati - och det var en fråga om "ömkan" som de inte hade tagit den.
Han betonade att planeringen efter konflikter - till skillnad från i Irak - var lokalt driven.
"Gaddafi slog ner på folk i Benghazi och hotade att skjuta sitt eget folk som råttor", sade han. "En internationell koalition samlades för att skydda dessa människor och hjälpa det libyska folket, som sedan gjorde sig av med Gaddafi.
"Och de hade en möjlighet att bygga vad de sa att de ville."
Som svar på president Obamas intervju sade Downing Street "att komma till hjälp för oskyldiga civila som torterades och dödades av sin ledare var det rätta att göra".
Regeringen har försökt stödja stabiliteten i Libyen och "arbetar hårt för att stödja den FN-ledda processen för att inrätta en stabil och inkluderande regering som kommer att göra det möjligt för dem att bygga en fredlig framtid", sade en talesman.
"Men i slutändan är ett positivt resultat för Libyen inte bara upp till det internationella samfundet - denna process måste ledas av det libyska folket", tillade han.
Det amerikanska säkerhetsrådets talesman tillade: "När det gäller Libyen har presidenten länge sagt att vi alla - inklusive Förenta staterna - kunde ha gjort mer efter det libyska ingripandet."
Han sade att Storbritannien hade "uppträtt i en rad frågor", bland annat att uppfylla åtagandet på 2 % och att tvinga andra Nato-medlemmar att göra detsamma.
Tidigare konservativ utrikesminister sir Malcolm Rifkind sade att det var "lite rikt" för USA:s president att peka ut Storbritannien och Frankrike, eftersom de hade genomfört fler flygoperationer i Libyen-kampanjen än något annat land.
15 februari 2011 - Protester mot överste Khadaffis regim utbröt i Libyen
20 februari - Anti-Gaddafi-rebeller tar kontroll över Libyens andra stad Benghazi
21 februari - David Cameron, på en rundtur i Mellanöstern, fördömer våld från Gaddafiregimen. Under de närmaste dagarna får han kritik mot regeringens hantering av evakueringen av britterna från Libyen
28 februari: David Cameron ber försvarsministeriet att "arbeta med våra allierade om planer för en militär flygförbudszon" över Libyen
2 mars: Cameron tvingas försvara flygförbudszonsplanen efter att USA:s försvarsminister Robert Gates avfärdar idén som "lösande prat"
14 mars: David Cameron insisterar på att den är "fullständigt genomförbar" - och förnekar att han har svårt att övertyga andra EU-ledare, med undantag för den franske presidenten Nicolas Sarkozy, om behovet av en sådan
17 mars: FN:s säkerhetsråd röstar för att införa en flygförbudszon över Libyen
19 mars: RAF inleder bombräder vid sidan av franska och amerikanska jetplan, med logistiskt stöd från flera arabiska nationer
21 mars: Parlamentsledamöterna röstar för att godkänna Storbritanniens militära aktion, som stöds av dåvarande Labourledaren Ed Miliband
21 augusti: Rebelkrigare går in i Tripoli. Cameron avslutar sin sommarsemester i Cornwall för att hålla ett möte i National Security Council och gör ett uttalande utanför Downing Street där han säger: "Gaddafi måste sluta kämpa - utan villkor - och tydligt visa att han har gett upp alla anspråk på att kontrollera Libyen."
1 september: Libyens övergångshärskare träffar världsledare i Paris för att diskutera omformning av Libyen, som Khadaffi uppmanar sina anhängare att kämpa om
15 september: På Benghazis Tahrir-torget lovordar Cameron det sätt på vilket Libyens interimsmyndighet har tagit över ansvaret, men varnar för att den "hårdaste delen" fortfarande kommer
20 oktober: Gaddafi tillfångatas och dödas av rebellstyrkor i Sirte
David Cameron blev "förvirrad" efter 2011 års intervention i Libyen, har USA: s president Barack Obama sagt.