Arkeologiska fynd tyder på att Libyens kustslätt så tidigt som 7000-talet fr.k. var bebodd av ett neoltiskt folk som hade kunskaper om boskapsskötsel och odling av grödor. Det område som idag är känt som Libyen behärskades senare av en följd olika folk. Fenicierna, grekerna, romarna, vandalerna och bysantinerna innehade hela eller delar av området. Grekerna och romarna efterlämnade ruiner i Kyrene, Leptis, Magna och Sabratha, men i övrigt återstår lite av dessa forntida kulturer

Fenicierna var först med att upprätta handelsstationer i Libyen, när köpmän från Tyros(i nuvarande Libanon) utvecklade handelsförbindelser med berberstammarna och slöt fördrag med dem för att försäkra sig om deras samarbete i utvinning av råmaterial. Vid 400-talet e.Kr. hade Karthago, den främsta av de feniciska kolonierna, utsträckt sin hegemoni över stora delar av Nordafrika, där det uppstod en distinkt civilisation, den så kallade puniska. Puniska bosättningar vid Libyens kust var bland andra Oea (Tripoli), Libdah (Leptis magna)och Sahbrata. Alla dessa låg i ett område som senare kallades Tripolitanien, eller "Tre städer". Libyens nuvarande huvudstad Tripoli har fått sitt namn från detta.

Grekerna erövrade östra Libyen när, enligt traditionen, emigranter från den överbefolkade ön Thera beordrades av oraklet i Delfi att söka sig ett nytt hem i Nordafrika. År 631 f.Kr. grundade de staden Kyrene. Inom 200 år hade ytterligare fyra viktiga grekiska städer upprättats i området: Barka (Al Marj); Euhesperides (senare Berenike, dagens Benghazi, Teuchera (senare Arsinoe, dagens Tukrah) och Apollonia (Susah), Kyrenes hamnstad. Tillsammans med Kyrene var dessa kända som Pentapolis (Fem städer).

Romarna förenade båda regionerna i Libyen, och i över 400 år var Tripolitania och Cyrenaica välmående romerska provinser. Romerska ruiner, såsom de i Leptis Magna, vittnar om regionens vitalitet där både folkrika och små städer åtnjöt stadslivets bekvämligheter. Köpmän och hantverkare från många delar av den romerska världen etablerade sig i Nordafrika, men Tripolitaniens städer behöll sin puniska karaktär och Cyrenaikas städer sin grekiska. Araber erövrade Libyen på 600-talet e.Kr. Libyen var en av det bysantinska rikets utposter fram till den arabiska invasionen på 600-talet. Inte förrän på 1000-talet företog araberna någon nämnvärd kolonisering och islamsk religion och kultur började vinna insteg. De första 1000 åren under islamskt styre var landet uppdelat i två regioner: Tripolitanien styrdes från det närbelägna Tunisien, medan Cyrenaika snarast kunde betraktas som ett egyptiskt område. Någon organiserad regering fanns knappast, och utanför städerna längs kusten var beduinstammarna nästan helt oberoende.

Under de följande århundradena antog många av de inhemska folken islam och även arabiska språket och kulturen. Osmanska turkar erövrade landet vid mitten av 1500-talet och de tre staterna eller "vilâyeten" Tripolitanien, Cyrenaika och Fezzan (som utgör Libyen) förblev delar av deras imperium med undantag för den verkliga autonomin under Karmanliddynastin. Karamanlidynastin härskade från 1711 till 1835 främst i Tripolitanien, men hade vid mitten av 1700-talet även inflytande i Cyrenaika och Fezzan. Detta utgjorde en första glimt i den senare historia av det förenade självständiga Libyen som skulle framträda två århundraden senare. Återföreningen skedde dock genom en invasion ( Italiensk-Turkiska kriget1911–1912) och ockupationen som började 1911 när Italien samtidigt gjorde de tre regionerna till kolonier. Det italienska styret varade mellan 1911 och 1943.

Efter kriget 1911–12 mellan Turkiet och Italien ockuperade italienarna Tripolitanien och Cyrenaika, men fick, i likhet med turkarna, problem med senusierna. Först sedan senusiernas ledare Sisi Umar al-Mukhtar tagits till fånga och avrättats 1931 kunde italienarna besätta Libyen. På 1930-talet slog sig tusentals italienska bönder ner i Tripolitanien och Cyrenaika, men andra värlskrigets utbrott hejdade fortsatt kolonisation.

Italien antog 1934 namnet "Libyen" som officiellt namn för kolonin (som bestod av provinserna Cyrenaika, Tripolitanien och Fezzan). Kung Idris I, Emir av Cyrenaika, ledde det libyska motståndet mot den italienska ockupationen mellan de två världskrigen. Det italienska styret blev extremt brutalt och befolkning halverades genom svält, flykt eller genom att de blev dödade av kolonialmakten. Under Mussolinis regeringstid hårdnade förföljelsen av befolkningen med införande av koncentrationsläger och repression av folkmordskaraktär . Gränsen till Egypten spärrades av med ett 320 kilometer långt taggtrådshinder.

Under andra världskriget blev Libyen ett slagfält, när britterna försökte hindra tyskar och italienare att tränga in i Egypten och ta Suezkanalen. 1943 trängde den brittiska 8:e armen ut tyskarna och italienarna ur Libyen.

Libyen blev under ökenkriget besatt av Storbritannien och Frankrike. Libyen hade varit skådeplats för de flesta pansarslagen under ökenkriget och det fattiga landets huvudnäring direkt efter kriget var export av metallskrot från de många utslagna pansarfordonen som lämnats kvar. Från 1943 till 1951 administrerades Tripolitanien och Cyrenaika av Storbritannien, medan Frankrike kontrollerade Fezzan. Idris återvände 1944 från exil i Kairo, men avböjde att bosätta sig permanent i Cyrenaika förrän vissa aspekter av utländsk kontroll avlägsnades 1947.Enligt villkoren för 1947 års fredsavtal med de allierade gav Italien upp alla anspråk på Libyen.

Omar Mukhtar (1858–1931) var ledaren för det libyska upproret mot den italienska ockupationen.

Den 21 november 1949 antog Fn:s generalförsamling en resolution som sade att Libyen skulle bli självständigt före 1 januari 1952. Idris representerade Libyen i de följande FN-förhandlingarna. Den 24 december 1951 utropade Libyen sin självständighet som Förenade Kungariket Libyen, en konstitutionell ärftlig monarki under kung Idris.

Idris I var ledare för en islamisk orden, Sanuisya

Upptäckten av betydande oljereserver 1959 och den därpå följande inkomsten av petroleumförsäljning gjorde det möjligt för en av världens fattigaste nationer att upprätta en extremt välbärgad stat. Fastän oljan drastiskt förbättrade den libyska regeringens finanser började folkligt missnöje byggas upp mot den tilltagande koncentrationen av landets rikedomar i händerna på kung Idris och landets elit. Detta missnöje fortsatte att stegras när nasserism och arabnationalism spreds över Nordafrika och Mellanöstern

Den 1 September 1969 genomförde en liten grupp militärofficerer ledda av den då 27-årige arméofficeren Muammar Abu Minyar al-Gaddafi en statskupp mot kung Idris. Vid den tidpunkten var Idris i Turkiet för att få läkarvård. Hans brorson, kronprins Sayyid Hasan ar-Rida al-Mahdi as-Sanussi, avsattes av de revolutionära arméofficererna och sattes i husarrest. Samtidigt avskaffades monarkin och revolutionärerna utropade den nya Libyska arabrepubliken. Gaddafi kallades, och kallas fortfarande, "Broder ledare och vägvisare för revolutionen" i statliga uttalanden och i officiella medier.

Gaddafi har utvecklat ett eget politiskt system som han kallar Den tredje internationella teorin och som är en blandning av arabnationalism, islamism och socialism. Han har skrivit en bok som heter Gröna boken för att presentera sina idéen

Gaddafi ser sig själv som en revolutionär ledare och under 1970- och 1980-talen använde han oljepengar för att propagera för sin ideologi utanför landets gränser. Libyens militära insatser misslyckades dock. Libyen var inblandad i strider i Tchad, men drevs tillbaka från norra Tchad 1987. Libyen har också stöttat internationell terrorism, men det stödet tycktes minska markant sedan FN beslutade om sanktioner 1992. Sanktionerna avbröts i april 1999 och upphävdes slutligt i september 2003.

Motsättningarna mellan USA och Libyen har, i senare historia, varit stora. 1986 bombade amerikansk militär två libyska städer som vedergällning för påstått stöd för terrorister. Från 1980 hade USA ingen ambassadpersonal i Libyen, och USA stängde Libyens ambassad 1981.

USA har på senare tid återupprättat fullständiga diplomatiska förbindelser med Libyen och strök 2006 landet från sin lista över stater som påstås stödja terrorism

Libyens geografi