العلاقات الإيطالية الليبية هي علاقات خارجية بين ليبيا وإيطاليا.
بين عامي 1911 و1947 كانت ليبيا مستعمرة إيطالية، كلتا البلدان بدأتا علاقات دبلوماسية في العام 1951. لإيطاليا سفارة في العاصمة الليبية طرابلس وقنصلية عامة في مدينة بنغازي، في حين أن لليبيا سفارة (مكتب شعبي) في روما وقنصليتان عامتان في ميلانو وباليرمو.
رغم كون إيطاليا الشريك التجاري الأول لليبيا منذ ستينيات القرن العشرين كما تعد ليبيا الشريك التجاري الأول لإيطاليا في أفريقيا والدول العربية إلا أن العلاقات الدبلوماسية بين الدولتين اتسمت بالتوتر بسبب الماضي الاستعماري لإيطاليا في ليبيا بين عامي 1911 و1943، وبالأخص في الحقبة الفاشستية التي اعتبر خلالها موسيليني ليبيا «الشاطئ الرابع» لإيطاليا.