En la antigüedad, los fenicios y cartagineses , los ejércitos de Alejandro Magno y sus sucesores ptolemaicos de Egipto, luego los romanos , los vándalos y los representantes locales del Imperio Bizantino gobernaron toda o parte de Libia. El territorio de la Libia moderna tuvo historias separadas hasta la época romana, como Tripolitania y Cyrenaica .
En tiempos de Julio César los romanos unificaron por primera vez lo que luego sería Libia. Sus legiones dominaron el área del norte de África y trajeron cinco siglos de relativa paz y progreso a la costa de Libia.
La influencia romana fue enorme en Tripolitania , donde la ciudad principal ( Leptis Magna ) fue el hogar de uno de los emperadores romanos más ilustres, Septimio Severo .
En esos cinco siglos de dominación romana, el área alrededor de Oea , Sabratha y Leptis Magna disfrutó de una buena agricultura y comercio, y fue defendida por Limes Tripolitanus .
Cirenaica , por el contrario, fue griega antes de ser romana. También se la conocía como Pentápolis , siendo las "cinco ciudades" Cirene (cerca del pueblo de Shahhat) con su puerto de Apolonia ( Susa ), Arsinoe (Taucheira), Berenice (Bengasi) y Barca (Marj). De la más antigua y famosa de las colonias griegas, la fértil llanura costera tomó el nombre de Cyrenaica.
La Legio III Augusta tenía el control de la costa de Libia durante el Imperio Romano , y en el siglo III estaba compuesta parcialmente por nativos libios. Los romanos, para defender la costa de Libia, hicieron la guerra contra los garamantes (que vivían en la actual Fezzan ) y realizaron expediciones a la zona desértica del sur de Libia .