En 1934, la Libye est totalement pacifiée et le nouveau gouverneur italien Italo Balbo lance une politique d'intégration entre les Arabes et les Italiens. De nouvelles lois en 1939 ont permis aux musulmans d'adhérer au Parti national fasciste et en particulier à l'"Association musulmane du licteur" (Associazione Musulmana del Littorio). Les réformes de 1939 ont également permis la création d'unités militaires libyennes au sein de l'armée italienne. Pendant la campagne d'Afrique du Nord de la Seconde Guerre mondiale, cela a permis à de nombreux Libyens musulmans de s'enrôler dans l'armée italienne et de soutenir l'Italie
Le gouverneur Balbo a créé la "Libye" en 1934, avec l'unification de la Tripolitaine, de la Cyrénaïque et du Fezzan en un seul pays. Il a développé la nouvelle "Libye italienne" de 1934 à 1940, en créant une énorme infrastructure comprenant 4 000 km de routes, 400 km de chemins de fer à voie étroite, de nouvelles industries et de nombreux nouveaux villages agricoles.
L'économie libyenne a prospéré, principalement dans le secteur agricole. Certaines activités manufacturières se sont même développées, principalement liées à l'industrie alimentaire. De nombreux bâtiments ont été construits. En outre, les Italiens ont mis en place des soins médicaux modernes pour la première fois en Libye et ont amélioré les conditions sanitaires dans les villes. Un vaste réseau de liaisons avec l'Italie, par mer et par air, a également été créé (comme la Linea dell'Impero, une route aérienne qui reliait la Libye à Rome et à l'Ethiopie/Somalie).
C'est Howard Christie qui a écrit cela :
Les Italiens ont créé de nombreuses et diverses entreprises en Tripolitaine et à Cirenaica. Parmi celles-ci, on trouve une usine d'explosifs, des ateliers ferroviaires, l'usine de moteurs Fiat, diverses usines de transformation des aliments, des ateliers d'électrotechnique, des usines sidérurgiques, des usines d'eau, des usines de machines agricoles, des brasseries, des distilleries, des biscuiteries, une usine de tabac, des tanneries, des boulangeries, des usines de chaux, de briques et de ciment, l'industrie de l'herbe d'Esparto, des scieries mécaniques et la société Petrolibya (Trye 1998). L'investissement italien dans sa colonie devait permettre de tirer profit des nouveaux colons et de la rendre plus autonome. La population italienne native de la Libye était de 110 575 personnes sur une population totale de 915 440 en 1940 (General Staff War Office 1939, 165/b).
Le gouverneur Balbo a encouragé la construction de nombreux nouveaux villages pour des milliers de colons italiens dans les zones côtières de la "Libye italienne" et de nouveaux villages pour les Arabes.
La Libye a été un important théâtre de guerre pendant la Seconde Guerre mondiale. Le 13 septembre 1940, les forces italiennes ont utilisé la "Via Balbia" (l'autoroute de Mussolini au nord de la Libye) pour l'invasion de l'Égypte. Les forces britanniques et alliées d'Égypte, commandées par Wavell, ont mené une campagne de deux mois couronnée de succès à (Tobrouk, Bengasi, El Agheila). Des contre-offensives sous Rommel en 1940-43, y ont également eu lieu. En novembre 1942, les forces alliées reprennent la Cyrénaïque ; en février 1943, les derniers soldats allemands et italiens sont chassés de la Libye.