Osmanske tyrkere erobret så landet midt på 1500-tallet, og de tre provinsene (Wilayaene) Tripolitania, Fezzan og Kyrenaika (som sammen utgjør Libya) ble en del av Det osmanske rike, med unntak av en periode med selvstyre under Karamanlidynastiet. Karamanlidynastiet regjerte fra 1711 til 1835, primært i Tripolitania, men de hadde innflytelse også i Fezzan og Kyrenaika på midten av 1700-tallet. Dette utgjorde et første glimt av det gjenforente og uavhengige Libya som skulle gjenoppstå to århundrer senere. Gjenforeningen skjedde, ironisk nok, ved en invasjon (Den italiensk-tyrkiske krig, 1911-1912) og en okkupasjon fra 1911, hvor Italia samtidig omgjorde de tre regionene til kolonier.