As reformas da Tetrarquía de Diocleciano de 296 alteraron a estrutura administrativa de Cirenaica. Dividíase en dúas provincias: Libia Superior ou Libia Pentapolis, que comprende a Pentapolis mencionada anteriormente, con Cirene como capital, e Libia Inferior ou Libia sicca, a Marmarica, que por entón gañara unha cidade significativa, o porto Paraetonium. Cada un estaba baixo un gobernador que ostentaba o modesto rango de "praeses". Ambos pertenceron á diocese de Oriente, coa súa capital en Antioquía en Siria, e desde 370, á diocese de Exipto, dentro da prefectura pretoriana de Oriens. O seu veciño occidental Tripolitania, a maior separación de Africa proconsularis, converteuse en parte da Diocese de África, subordinada á prefectura de "Italia et Africa". Despois do terremoto de Creta do ano 365, a capital trasladouse a Ptolomeo. Despois da división do Imperio, Cirenaica converteuse en parte do Imperio Romano Oriental (Imperio Bizantino), fronteirizo a Tripolitania. Foron brevemente parte do Reino Vándalo ao oeste, ata a súa reconquista por Belisario.
En 533.