מאז 1911 הייתה לוב תחת שלטון איטלקי ישיר ומצבם של היהודים השתפר בכל תחומי החיים. הקהילה גדלה מבחינה דמוגרפית, מעמדם המשפטי של היהודים השתפר, יהודים למדו איטלקית והשתלבו במערכות החיים האיטלקיות. ההרעה במצבם של היהודים החלה מאז הקמת ציר רומא-ברלין בשנת 1935, הוא ברית שיתוף הפעולה בין מוסוליני להיטלר. אף שאיטליה לא אמצה את חוקי נירנברג הרי שהיא פרסמה חוקים אנטישמיים משלה כלפי היהודים בשם "המניפסט של הגזע האיטלקי" בנובמבר 1938 שמשמעותם הייתה פגיעה ביהודים וביכולת של היהודים להמשיך ולהשתלב במערכות החיים האיטלקיים בלוב.
השאיפות האימפריאליסטיות של מוסוליני ומצב המלחמה הביאו אותו לפתוח במערכה צבאית נגד כוחות בנות הברית שישבו במצרים. בין השנים 1942-1940 התנהלה מלחמה על אדמת לוב. לוב סבלה מהפצצות של בנות הברית כמו גם ממערכה צבאית יבשתית רבת היקף. הייתה זו מלחמה קשה ועקובה מדם שבה לא הייתה הכרעה צבאית חד משמעית עד נובמבר 1942. עיקרה של המלחמה הייתה במזרח המדינה באזור קרניקה שעיר המחוז הגדולה שלה הייתה בנגאזי. באזור זה חיו מעל 5,000 יהודים. היהודים סבלו מאוד בתקופת המלחמה. מעבר למהלכים הצבאיים שהקשו מאוד על הקהילה היהודית, כמו על שאר התושבים במקום, הרי שהיהודים הואשמו על ידי האיטלקים כמי שמשתפים פעולה עם כוחות בנות הברית ותורמים בכך לתבוסתה של איטליה. ואכן בכיבושים החוזרים ונשנים של האזור פגעו האיטלקים ביהודים. לשיא הגיע תהליך זה בהגליית מרבית יהודי האזור למחנה ג'אדו בדרומה של לוב. היה זה מבצע לוגיסטי חסר תקדים במונחי המלחמה ופגיעה קשה מאוד ביהודים שחיו באזור. החיים במחנה ג'אדו, שנוהל על ידי האיטלקים, היו קשים מאוד. מגיפת דיזנטריה שפרצה במחנה גרמה למותם של מאות יהודים. היתה זו עבורם טרגדיה אמיתית.
בצר לו בחוסר יכולתו להכריע את המלחמה נגד כוחות בריטיים, אוסטרליים, ניו זילנדים, הודים ואחרים, פנה מוסוליני להיטלר וזה האחרון שלח צבא גרמני כדי לנסות ולהכריע את המלחמה. הקורפוס האפריקאי בראשותו של הגנרל ארווין רומל ניהל מלחמה קשה מול כוחותיו של הפילדמרשל ברנרד מונטגומרי. המלחמה התנהלה והקרב ביניהם הוכרע רק בנובמבר 1942 באזור אל עלמיין. התבוסה הגרמנית-איטלקית במערכה הביאה את כוחות בנות הברית לפתוח במסע כיבוש גדול שהביא לנפילתה הסופית של לוב האיטלקית בידי הכוחות הבריטיים ב 30 בינואר 1943.
ואכן, ה 30 בינואר 1943 מבטא את קץ השלטון האיטלקי בלוב וראשיתו של משטר צבאי בריטי שנמשך עד עצמאות לוב. הבריטים שהבינו כי עידן הקולוניאליזם הסתיים פעלו לקבלת החלטה באו"ם בדבר מעמדה של לוב. הנוכחות של חיילים יהודים בצבא הבריטי תרמה תרומה חשובה ביותר לשיקומה של יהדות לוב. החיילים היהודים סייעו לשיקום מערכת החינוך, העלו את מורל הקהילה, הבריחו יהודים מלוב לארץ ישראל ועודדו את הפעילות הציונית.
השנים שמשחרור לוב ועד עצמאות לוב היו קשות ליהודים. בנובמבר 1945 היו פרעות קשים מאוד של המוסלמים בקהילה היהודית ו 135 יהודים נרצחו במהלכם. פרעות אלה וחוסר הביטחון באשר לעתידם של יהודי לוב גרמו לגל של עלייה בלתי ליגלית שבמהלכו עלו כ 10% מכלל יהודי לוב לארץ ובכך ביטאו את ראשית סיום הנוכחות היהודית בלוב.