V roce 1934 byla Libye plně pacifikována a nový italský guvernér Italo Balbo zahájil politiku integrace mezi Araby a Italy. Nové zákony z roku 1939 umožnily muslimům vstoupit do Národní fašistické strany a zejména do "Muslimského sdružení Lictorio" (Associazione Musulmana del Littorio). Reformy z roku 1939 rovněž umožnily vytvoření libyjských vojenských jednotek v rámci italské armády. Během severoafrického tažení za druhé světové války to přineslo Itálii silnou podporu mnoha muslimských Libyjců, kteří se přihlásili do italské armády.
Guvernér Balbo vytvořil "Libyi" v roce 1934, kdy sjednotil Tripolitánii, Kyrenaiku a Fezzán do jedné země. V letech 1934 až 1940 rozvíjel novou "Italskou Libyi" a vytvořil obrovskou infrastrukturu včetně 4 000 km silnic, 400 km úzkorozchodných železnic, nového průmyslu a mnoha nových zemědělských vesnic.
Libyjské hospodářství prosperovalo, především v zemědělství. Rozvíjely se i některé výrobní činnosti, většinou spojené s potravinářským průmyslem. Bylo realizováno mnoho staveb. Italové navíc poprvé v Libyi zpřístupnili moderní lékařskou péči a zlepšili hygienické podmínky ve městech. Byla také vytvořena rozsáhlá síť spojení s Itálií, a to po moři i letecky (např. letecká linka Linea dell'Impero, která spojovala Libyi s Římem a s Etiopií/Somálií).
Howard Christie napsal, že:
Italové začali v Tripolitánii a Cirenaice podnikat v mnoha různých oborech. Patřily k nim továrna na výbušniny, železniční dílny, automobilka Fiat, různé potravinářské závody, elektrotechnické dílny, železárny, vodárny, továrny na zemědělské stroje, pivovary, lihovary, továrny na sušenky, tabáková továrna, koželužny, pekárny, vápenky, cihelny a cementárny, travní průmysl Esparto, mechanické pily a společnost Petrolibya (Trye 1998). Italské investice do její kolonie měly využít nové kolonisty a zvýšit její soběstačnost. Celkový počet původních italských obyvatel pro Libyi činil v roce 1940 110 575 z celkového počtu 915 440 obyvatel (General Staff War Office 1939, 165/b).
Guvernér Balbo podpořil výstavbu mnoha nových vesnic pro tisíce italských kolonistů v pobřežních oblastech "italské Libye" a nových vesnic pro Araby.
Libye byla za druhé světové války důležitým válčištěm. Dne 13. září 1940 využila italská vojska "Via Balbia" (Mussoliniho dálnice v severní Libyi) k invazi do Egypta. Britská a spojenecká spojenecká vojska z Egypta pod velením Wavella uskutečnila úspěšné dvouměsíční tažení (Tobruk, Bengasi, El Agheila). V letech 1940-43 zde probíhaly také protiútoky pod vedením Rommela. V listopadu 1942 spojenecká vojska znovu dobyla Kyrenaiku; do února 1943 byli z Libye vyhnáni poslední němečtí a italští vojáci.
