Un premier bilan de l'hôpital faisait état de 7 morts et 30 blessés.
L'agence libyenne Lana, qui cite un porte-parole de l'armée à Benghazi, a également fait état d'un nouveau bilan de 11 morts et 38 blessés.
Selon un journaliste de l'AFP sur place, des dizaines de manifestants, dont certains armés, tentaient samedi de déloger la brigade "Bouclier de Libye" de sa caserne, provoquant un affrontement entre les deux groupes.
Les protestataires affirment vouloir déloger les "milices" armées de leur ville, appelant les forces régulières à prendre le relais.
La brigade "Bouclier de Libye", formée d'ancien rebelles ayant combattu le régime de Mouammar Kadhafi en 2011, relève formellement du ministère de la Défense.
Les autorités libyennes, qui peinent à former une armée et une police professionnelles, ont régulièrement recours à ces ex-rebelles pour sécuriser les frontières ou s'interposer dans des conflits tribaux.
Le porte-parole de Bouclier de Libye, Adel Tarhouni, a fait état de son côté d'un mort et de sept blessés au sein de sa brigade.
M. Tarhouni a défendu "la légitimité" de sa brigade, affirmant qu'elle dépendait officiellement du ministère de la Défense.
Selon lui, il a d'abord eu une manifestation pacifique de plusieurs heures devant le QG de sa brigade, une ancienne caserne de l'armée de Kadhafi.
"La manifestation a été infiltrée par des hommes armés qui ont tiré sur nos locaux et ont jeté des Jelatina" (bombe artisanales), a-t-il expliqué à la chaîne de télévision, Libya al-Ahrar.
Ali al-Chikhi, porte-parole du chef d'état-major, a affirmé que Bouclier de Libye était "une force de réserve de l'armée libyenne" et que l'attaquer équivalait "à une agression contre une force légitime".
Le colonel al-Chikhi, cité par l'agence Lana, a qualifié de "très dangereuse" l'attaque contre la brigade, appelant toutes les parties à la retenue.
En octobre, des habitants de Benghazi s'étaient déjà rebellés contre les milices, délogeant certaines d'entre elles de leurs bases.
Le nouveau pouvoir en Libye a échoué à désarmer et à dissoudre les groupes d'ex-rebelles qui font la loi dans le pays et tente de légitimiter certains d'entre eux malgré l'opposition d'une grande partie de la population.
Benghazi, la deuxième ville de Libye d'où était partie en 2011 la contestation qui a conduit à la chute du régime de Kadhafi, a été le théâtre ces derniers mois de plusieurs attaques contre des intérêts occidentaux et d'assassinats de responsables de la sécurité.