Som følge av den italiensk-tyrkiske krig ble Tripolitania og Kyrenaika avstått til Italia i 1911, før det ble gjort til italiensk protektorat i 1912. I første verdenskrigs kjølvann ble Republikken Tripolitania etablert i 1918, med selvstendighetserklæring proklamert i 1919. Staten gikk derimot i oppløsning i 1923, etter at staten ikke mottok noe internasjonal anerkjennelse. Italiensk kolonisering ble iverksatt etter krigen, og italienske bondefamilier ble invitert til å etablere seg i landet. I perioden 1927–1934 administrert som egen italiensk koloni, og innen andre verdenskrig utbrudd var omtrent italienere bosatt i Tripolitania, som sammen med resten av det fremtidige Libya hadde blitt innlemmet i Italia i 1938. Under andre verdenskrig var Libya en viktig krigsskueplass, og etter ørkenfelttogets slutt ble en britisk militæradministrasjon etablert i Tripolitania i 1943. I 1951 ble Tripolitania del av den føderale staten Libya, med Tripoli fungerende som en av to hovedsteder. Fra 1963 av ble Libya et «forent kongedømme», og inndelingen i provinser ble opphevet.