Diocletianuse tetrarhia reformid 296. aastal muutsid Kirenaika haldusstruktuuri. See oli jagatud kaheks provintsiks: Liibüa Ülem- või Liibüa Pentapolis, mis koosnes eespool nimetatud Pentapolisest, mille pealinn oli Kirene, ja Liibüa Alam- või Liibüa sicca, Marmarica, mis oli selleks ajaks saanud olulise linna, sadama Paraetonium. Igaühel neist valitses valitseja, kes kandis tagasihoidlikku auastet "praeses". Mõlemad kuulusid Oriendi piiskopkonnale, mille pealinna oli Antiokias Süürias, ja alates 370. aastast Egiptuse piiskopkonnale, Orieni prefektuuri praetoriaani piiskopkonna piiskopkonnale. Selle lääne naaber Tripolitania, mis oli suurim eraldumine Africa proconsularis'est, sai Aafrika piiskopkonna osaks, mis oli allutatud "Italia et Africa" prefektuurile. Pärast Kreeta maavärinat aastal 365
, pealinna viidi Ptolemaisse. Pärast keisririigi jagunemist sai Kirenaika Ida-Rooma keisririigi (Bütsantsi keisririik) osaks, piirides Tripolitaniaga. See oli lühikest aega osa läänes asuvast vandaalide kuningriigist, kuni Belisarius selle tagasi vallutas aastal 533.