בשנת 1911 נכבשה לוב על-ידי איטליה. בתחילה ידעו היהודים עידן של פריחה תרבותית וכלכלית, תוך שהם מהווים גשר בין האוכלוסייה המקומית למוקדי הכלכלה האיטלקיים. בתקופה זו התגבשו המוסדות הקהילתיים, נוסדה התנועה הציונית, הוקמו תנועות נוער ציוניות ומוסדות חינוך עבריים והחלה תחיית השפה העברית.

בשנות ה-30 פיתח השלטון הפשיסטי מדיניות אנטישמית, שכללה חובת נוכחות בבתי-ספר בשבת ופתיחת חנויות בשבת, ובשנת 1938 החלת "חוקי גזע".

בנובמבר 1945, בעקבות התעוררות הלאומנות הערבית בלוב, התחוללו בטריפוליטניה פרעות, בהן נרצחו 133 יהודים ונגרם נזק רב לרכוש. אירוע קשה זה הביא להתערערות היחסים בין היהודים לערבים; אבד האמון בשלטון הבריטי, שלא סיפק את ההגנה הנדרשת; חדרה תודעת ההגנה העצמית והוקם ארגון הגנה מפואר, שהוכיח עצמו בהגנה על היהודים בפרעות 1948, בהם נהרגו 14 יהודים; התעצמה ההעפלה הבלתי-לגאלית לארץ-ישראל, ועד ראשית 1949 העפילו כ-3,500 מיהודי לוב בדרכים לא דרכים. 

בשנת 1949 נפתחו שערי הארץ לעלייה חופשית והחלה העלייה הגדולה של יהודי לוב, בתחילה דרך איטליה ובהמשך בהפלגות ישירות של אניות נושאות דגל ישראל, מנמל טריפולי לנמל חיפה. עד קיץ 1952 עלו לארץ למעלה מ-30,000 מיהודי לוב, שהוו כ-90% מכלל הקהילה. מאחור נותרו כ4,000 יהודים, שגם הם עזבו את לוב בעקבות פרעות, שהתחוללו במהלך מלחמת ששת הימים ובהן נרצחו 17 יהודים, כמחציתם עלו לארץ וכמחציתם השתקעו באיטליה. בלוב נותרו כמאה יהודים אשר הלכו והתמעטו עד לאחרון שבהם. וכך בא הקץ לגולת יהודי לוב עתיקת-היומין שהטביעה את חותמה בכל מהלך ההיסטוריה של לוב.  קליטתם של יהודי לוב בארץ הוא סיפור הצלחה. חלקם השתלבו בהתיישבות החקלאית והקימו 18 מושבים. רוב הקהילה השתקע בגוש דן ולאורך מישור החוף, ונקלט בכל תחומי העשייה וההוויה של החברה הישראלית.