Osmanerne holdt sitt grep på øya fram til 12. mai 1912 da den italienske marine, , gjorde landgang i bukta Eristos under den italiensk-tyrkiske krig. Tilos ble da sammen med andre gresk øyer en del av , «de italienske egeiske øyer». Etter den italienske overgivelsen den 8. september 1943 ble Tilos okkupert av soldater fra det nasjonalsosialistiske Tyskland fram til avslutningen av andre verdenskrig. Tidlig i 1945 gjorde britiske og allierte tropper landgang på øya, og det var flere trefninger. Selv i dag er flere steder hvor rustne krigsmateriell vitner om alvorlighetsgraden av kampene. Øya ble deretter midlertidig administrert av britene fram til øya ble gjenforent med Hellas den 7. mars 1948. I etterkrigstiden har befolkningen sunket jevnlig da mange øyboere utvandret til USA eller Australia.