De greske byene konkurrerte med hverandre og hadde vanskeligheter med å forene seg mot en felles ytre fiende. Grekerne sto dog imot inntrenging fra egypterne i øst og mot kartagerne i vest, men i år 525 f.Kr. etter at Kambyses (sønn av Kyros den store) hadde erobret Egypt, tvang han de libyske grekerne til å underkaste seg og betale tributt. Kyrenaika var i de nest to århundrene enten underlagt persisk eller egyptisk overherredømme. Da Aleksander den store ankom Kyrenaika i år 331 f.Kr. ble han ønsket velkommen. Da døde i 323 f.Kr. ble hans store rike delt opp mellom hans makedonske generaler. Egypt sammen med Kyrenaika tilfalt Ptolemaios I Soter. Kyrenaika med dens byer, Pentapolis, beholdt stort sett sitt selvstyre, men da de enkelte byenes regjeringer forble ustabile, tvang herskerne i Egypt, ptolemeerne, på dem fungerende konstitusjoner, og senere ble det opprettet et forbund av Pentapolis som ble styrt av egne konger, mer eller mindre avhengige av ptolemeerne i Egypt. Den siste greske herskeren av Kyrenaika, Ptolemaios Apion, døde i 96 f.Kr., ugift og barnløs, og i eget testamente overlot han Kyrenaika og sine nedarvete kongelige besittelser til den romerske republikk. Roma annekterte regionen formelt i år 74 f.Kr. og forente den sammen med Kreta til en romersk provins, Creta et Cyrenaica.