Obszar współczesnej Libii od XI-X wieku p.n.e. poddany został kolonizacji Fenicjan. Na wschodnim wybrzeżu kraju od VIII wieku p.n.e. istniały kolonie greckie. W VI wieku p.n.e. Libia włączona została w skład Kartaginy, a w I wieku p.n.e. do Rzymu. Od czasów rzymskich używane są trzy nazwy określające odrębne libijskie prowincje – Trypolitania, Fazzan, Cyrenajka. W 431 roku n.e. prowincje te zostały zdobyte przez germańskich Wandalów. W połowie VII wieku na krótko weszła w skład Bizancjum, które utraciło je w wyniku podbojów arabskich. Libia weszła w skład kalifatu Umajjadów i Abbasydów, pod ich rządami stanowiła schronienie dla mniejszych ugrupowań religijnych islamu: szyitów i ibadytów. W IX wieku rozpoczęły się rządy dynastii Aghlabidów zastąpionych w X wieku przez szyickich Fatymidów. Zirydzi, którzy objęli rządy wiek później przywrócili w Libii islam w sunnickim wydaniu. W tym czasie liczne najazdy koczowniczych plemion arabskich przyczyniły się do niemalże całkowitego zarabizowania obszaru. W kolejnych wiekach Cyrenajka podlegała władcom Egiptu, Fazzan Tunezji a Trypolitania stała się siedliskiem piratów. W XVI wieku kraj włączono do Imperium Osmańskiego.

W wyniku wojny włosko-tureckiej z lat 1911–1912 stała się kolonią włoską. Fala osadnictwa włoskiego z lat 1920–1932 napotkała zbrojny opór lokalnych plemion. Sytuacja Libijczyków uległa pogorszeniu w okresie rządów faszystowskich, wówczas kolonialiści rozpoczęli rasistowską politykę, według której Włosi mieli być rasą nadrzędną a uważani przez nich za gorszych Libijczycy zostali pozbawieni praw. W kampanii pacyfikacyjnej obejmującej wywoływanie głodu, dokonywanie masowych mordów, ekstradycję ludności beduińskiej i tworzenie obozów koncentracyjnych zginęło tysiące Libijczyków.

Od 1942 roku Trypolitania i Cyrenajka znalazły się pod okupacją Wielkiej Brytanii, Fazzan z kolei Francji. Po traktacie pokojowym z 1947 roku, Włochy zrzekły się praw do Libii, która 24 grudnia 1951 roku została ogłoszona niepodległym państwem. Libia początkowo pozostawała federacją, co zmieniło się wraz z reformą z 1963 roku, kiedy to w miejsce federacji utworzono jednolite struktury. Król Idris I sprawował konserwatywne rządy oparte na izolacji. W 1969 roku miał miejsce wojskowy pucz, w następstwie którego proklamowano republikę. Rzeczywistym przywódcą Libii został pułkownik Mu’ammar al-Kaddafi. Al-Kaddafi ogłosił własny program polityczno-społeczny będący połączeniem arabskiego socjalizmu i politycznego islamu (tzw. trzecia teoria świata). W 1977 roku zmienił nazwę kraju na „Wielka Arabska Libijska Dżamahirijja Ludowo-Socjalistyczna”.

W 1979 roku al-Kaddafi formalnie zrezygnował ze wszelkich pełnionych funkcji, w praktyce zachował pełnię władzy. Jego polityka spowodowała pogorszenie się stosunków z Zachodem i Izraelem. Przywódca występował ponadto przeciwko umiarkowanym jego zdaniem rządom arabskim. W 1979 roku Libia najostrzej potępiła izraelsko-egipski traktat pokojowy i zerwała relacje z Egiptem, a w trakcie wojny iracko-irańskiej popierała Iran. W konflikcie palestyńskim al-Kaddafi popierał radykalne organizacje, zarzucając Jasirowi Arafatowi zbytnią ugodowość. W drugiej połowie lat 80. zaostrzający się konflikt między Libią a Stanami Zjednoczonymi doprowadził do nałożenia sankcji gospodarczych i akcji lotnictwa USA na tereny Libii. Po 1988 roku ruszyła liberalizacja polityczno-ekonomiczna. Libia zbliżyła się do państw europejskich (Francja, Wielka Brytania) oraz grona państw arabskich, z którymi utrzymywała wcześniej nie najlepsze relacje (Irak, Jordania, Egipt). W trakcie agresji Iraku na Kuwejt popierała rząd iracki i nie stosowała się do sankcji nałożonych na niego przez ONZ. W 1992 roku weszły w życie sankcje ONZ które miały być reakcją tej organizacji na ukrywanie w kraju osób podejrzanych o terroryzm (zamach nad Lockerbie). Od 1995 roku do światowych mediów przedostawały się informacje o kontaktach między rządem a ugrupowaniami islamskich fundamentalistów, rząd oskarżał Egipt i Sudan o wzniecanie konfliktu poprzez robotników pochodzących z tych państw. W 1999 roku Libia wydała osoby oskarżone o zamach nad Lockerbie, a w XXI wieku al-Kaddafi potępił terroryzm. Umożliwiło to normalizację stosunków z USA i Unią Europejską.

W 2011 roku wybuchły antyrządowe protesty, które przeistoczyły się w regularną wojnę domową, zakończoną obaleniem al-Kaddafiego. W 2012 roku głową państwa został Mohammed Megarjef a premierem Ali Zajdan. Nowe władze nie zdołały zatrzymać konfliktu wewnętrznego, który w 2014 roku przerodził się w kolejną wojnę domową. Stronami konfliktu był zdominowany przez islamistów Powszechny Kongres Narodowy i Zgromadzenie Konstytucyjne, mające poparcie międzynarodowe. W 2015 roku do konfliktu wkroczyło Państwo Islamskie, fundamentaliści zdobyli położoną na środkowej północy Syrtę. W marcu 2016 roku w Trypolisie powstał uznawany międzynarodowo rząd jedności narodowej. Jednocześnie siły wiernej generałowi Chalifie Haftarowi samozwańczej Libijskiej Armii Narodowej stopniowo zdobywały obszary w południowej i wschodniej Libii, czego ukoronowaniem stało się opanowanie przez nie Bengazi w lipcu 2017 roku.