Diocletianuksen tetrarkkia-uudistukset vuonna 296 muuttivat Kyrenaikan hallinnollista rakennetta. Se oli jaettu kahteen maakuntaan: Libya Superior tai Libya Pentapolis, johon kuului edellä mainittu Pentapolis, jonka pääkaupunki oli Cyrene, ja Libya Inferior tai Libya sicca, Marmarica, joka oli siihen mennessä saanut merkittävän kaupungin, sataman Paraetonium. Jokaisella oli kuvernööri, jolla oli vaatimaton "praes" -arvo. Molemmat kuuluivat Itämaan hiippakunnalle, jonka pääkaupunki oli Antiokiassa Syyriassa, ja vuodesta 370 Egyptin hiippakunnalle, Oriensin prefektiorin sisällä. Sen läntisestä naapurista Tripolitaniasta, joka oli suurin eripura Africa proconsularisista, tuli osa Afrikan hiippakuntaa, joka oli Italian ja Afrikan prefektuurin alainen. Kreetan vuoden 365 maanjäristyksen jälkeen pääkaupunki siirrettiin Ptolemaikkaan. Keisarin jakautumisen jälkeen Kyreenaikasta tuli osa Itä-Rooman valtakuntaa (Bysantin valtakunta), joka rajoitti Tripolitaniaa. Se oli lyhyesti osa läntisestä vandaalien valtakunnasta, kunnes Belisarius valloitti sen uudelleen.
533:ssa.