利比亚航空在1964年成立时命名为
利比亚王国航空,1965年10月开始提供服务,最初主要提供从的黎波里及
班加西往邻国及欧洲的航班,以及本国国内航班。至
1968年,其航点包括
雅典、
贝鲁特、
开罗、
日内瓦、伦敦、巴黎、罗马和
突尼斯市,使用快帆和福克F27飞机执行。以外利比亚航空与意大利航空、中东航空和
英国海外航空有班号共用协议。
受联合国安理会748号决议影响,认为利比亚政府有支援恐怖份子策动
洛克比空难及阿埃里昂斯联盟航空772号班机(
法语:Union des Transports Aériens),对利比亚实施贸易制裁,包括飞机供应和取消其在外国的飞航及起降权。这使利比亚航空无法执行任何国际航班,只能经营国内航线。由于无法取得西方国家的飞机零件供应,因此只好向
苏联购入伊留申76和
图-154飞机。
1999年初贸易制裁取消后,利比亚阿拉伯航空重建其国际航线,向空中客车、
ATR和
庞巴迪宇航公司订购飞机。
安曼是利比亚航空首个重开的国际航线,2001年与Jamahiriya航空合并后,其服务更迅速扩张。利比亚阿拉伯航空于
2006年易名为利比亚航空,并采取积极扩张政策,大力吸取欧洲商务和观光旅客,新增
安卡拉和
雅典等航线。
2007年7月31日,利比亚航空成为国有的
利比亚泛非航空控股公司的子公司,与
泛非航空属同一集团。利比亚泛非航空控股公司是由利比亚国家社会基金(30%)、利比亚国立投资公司(30%)、利比亚非洲投资基金(25%)和利比亚外地投资公司(15%)的旧政府组织所组成 。2010年
9月10日,利比亚航空与泛非航空宣布将会于11月位并,但此计划由内战而无限期搁置。
2011年,由于利比亚内战、北约禁飞区及联合国安理会1973号决议的影响,所有航班在
3月17日暂停服务。