A függetlenség előtt
Régészeti bizonyítékok vannak arra, hogy az i. e. 8. évezred elején Líbia parti síkságán neolitikus emberek éltek, akik háziasították a marhát és gabonát termesztettek.

A föníciaiak kezdetben kereskedelmi állomásokat létesítettek Líbiában, ahol Türosz (a mai Ṣūr Libanonban) kereskedői a berber törzsekkel kereskedtek. Az i. e. 5. században a legnagyobb föníciai gyarmatváros, Karthágó kiterjesztette hegemóniáját Észak-Afrika nagy részére és kialakított különálló civilizációt, a pun civilizációt. A líbiai part pun települései: Oea (Tripoli), Libdah (Leptis Magna) és Szabráta. Mindegyik abban a térségben volt, amit később Tripolisnak ('három város') neveztek. Líbia mai fővárosa, Tripoli is ezt a nevet viseli.

A görögök i. e. 630-ban alapították Küréné (Cyrene) városát. 200 év alatt négy további fontos város keletkezett a térségben: Barké (ma al-Marj), Eueszperidész (később Berenice, ma Bengázi), Taukheira (később Arszinoé, ma Tukrah) és Appollónia (ma Susah). Ez utóbbi Cyrene kikötője volt. Cyrenével együtt az összefoglaló nevük: Pentapolisz ('öt város'). Később pedig a táj a Cyrenaica nevet kapta.

A rómaiak egyesítették Líbia régióit: Tripolitania és Cyrenaica több mint 600 éven át virágzó római provincia volt . Római romok, különösen Leptis Magna romjai mutatják, hogy itt népes városok és sok kisváros volt, városias életmóddal. A római világ minden részéből jöttek ide kereskedők és kézművesek, de Tripolitania városai megőrizték pun, Cyrenaica pedig görög jellegét. A Római Birodalom kettészakadásakor, 395-ben Tripolitániát a Nyugatrómai Birodalomhoz csatolták, Cyrenaicát Bizánchoz. Az 5. század közepén a vandálok foglalták el Cyrenaicát; Bizánc csak száz év múlva tudta visszafoglalni.

Az arabok a 7. században hódították meg a régiót. Az őslakosság az arab uralom alatt teljesen átformálódott, az arab nyelv és a muszlim vallás vált uralkodóvá.

Az országot 1510-ben spanyol, majd később máltai csapatok igázták le, 1544-ben a Török Birodalom része lett. Líbiában három vilajetet alakítottak ki: Tripolitania, Kirenaika és Fezzan, de igazából nem tagolódott be a birodalomba és a Karamanlis-dinasztia uralma alatt tényleges autonómiát élvezett. Ez a dinasztia 1711-től 1835-ig uralkodott főleg Tripolitániában, de a 18. század közepén jelentős volt a befolyása Kirenaikára és Fezzánra is. A két évszázaddal későbbi egységes és független Líbia mintája ez az állam.

Az 1911-1912. évi olasz-török háborúban Olaszország gyarmata lett. 1942-től brit és francia közigazgatás alatt volt. A II. világháborúban hadszíntérré vált, területén súlyos harcok folytak.

A független Líbia
1951. december 24-én független királysággá vált. 1959-ben jelentős kőolaj-készletet fedeztek fel, ennek nyomán megnőttek az állami bevételek. A világ egyik legszegényebb országából hirtelen rendkívül gazdag ország lett. Bár az olajjövedelem nagyon megnövelte a líbiai állam pénzügyi lehetőségeit, a népességet irritálta, hogy ez a gazdagság a király és az elit kezében összpontosult. Ebben az időben terjedtek el nasszerizmus és az arab nacionalizmus eszméi Észak-Afrikában és a Közel-Keleten. Ez is kihatott Líbia belső viszonyaira.

Az 1969. szeptember 1-jén katonai puccsal létrehozott iszlám alapokon nyugvó arab szocialista állam egyre fokozódóan nyugatellenes politikát folytatott. Az ország élére Moamer Kadafi ezredes került. Az arab nacionalizmus és a szocializmus egy sajátos ötvözetét dolgozta ki és tette általánossá az országban. Líbia az arab egység érdekében többször tett föderációs javaslatot Egyiptomnak, Tunéziának és Csádnak is. 1972-ben Egyiptommal és Szíriával közösen megalapították az Arab Köztársaságok Szövetségét, de 1977 novemberében, tiltakozásul az egyiptomi elnök izraeli látogatása miatt, Líbia kilépett az államszövetségből, amely ezzel meg is szűnt létezni. Az ország nevét 1976-ban változtatták meg a mai nevére. Líbia a 70-es évek közepétől törekedett atomfegyver kifejlesztésére vagy megszerzésére. Emiatt, és mert állami szintre emelte a nemzetközi terrorizmus támogatását (Lockerbie-merénylet) az ENSZ 1992-ben szankciókat, többek között olajembargót vezetett be az ország ellen. Ezek az olajipar leépüléséhez, az állami bevételek drasztikus visszaeséséhez vezettek. 1996 nyarán sor került az első ellenzéki tüntetésre is. 2002-ben tárgyalások kezdődtek a Lockerbie-merénylet áldozatai hozzátartozóinak kárpótlásáról, majd Kadafi 2003-ban váratlanul bejelentette, hogy országa felhagy nukleáris programjával. Mindennek következtében feloldották a szankciókat, és tárgyalások kezdődtek a líbiai olajiparba való külföldi befektetésekről, illetve a nukleáris energia békés célú, nemzetközi ellenőrzés melletti felhasználásáról.

2011 februárjában a tunéziai és egyiptomi forradalmi eseményeket követően tiltakozás kezdődött a Kadafi rezsim ellen, amely polgárháborúvá változott.