1914年（大正3年）、第一次世界大戦に連合国として参戦した日本は、パリ講和会議に措いて当時ドイツ領ニューギニア（Deutsch-Neuguinea）であったパラオ諸島、カロリン諸島、北マリアナ諸島の委任統治を認められた後、臨時南洋群島防備隊と軍政庁を設置し、パラオを含む南洋諸島統治を開始した。1920年（大正9年）、ヴェルサイユ条約によってパラオは国際連盟の委任統治領として認められたため、1922年（大正11年）に日本はパラオのコロールに南洋庁を置き、委任統治領の行政の中心地とした。日本統治下において、パラオは漁業、農業、鉱業の分野で目覚ましい発展を遂げた。パラオは日本統治期間中、ある程度の自給率を達成していた。パラオは第二次世界大戦中、大日本帝国軍の前線基地として機能し、1944年（昭和19年）にはパラオ諸島南部のペリリュー島とアンガウル島でペリリューの戦いとアンガウルの戦いが行われた。1945年（昭和20年）、南洋諸島の日本統治は第二次世界大戦における日本の降伏とともに終わりを告げた。旧南洋諸島は太平洋諸島信託統治領としてアメリカ合衆国により信託統治されることとなった。