中国同利比亚于1978年建交。2024年9月，两国建立战略伙伴关系。
双方保持政治交往。近年来，利方访华或来华出席我国主场外交活动的主要有：民族统一政府总理兼外长德拜巴（2024年5月来华出席中阿合作论坛第十届部长级会议）、总统委员会主席曼菲（2024年9月来华出席中非合作论坛北京峰会）、民族统一政府主持外交与国际合作部工作的部长级官员塔希尔（2025年6月来华出席中非合作论坛成果落实协调人部长级会议）。
2021年9月，国务委员兼外长王毅在出席第76届联合国大会期间应约同利比亚总统委员会主席曼菲通电话。2022年12月，曼菲出席在沙特举办的首届中国—阿拉伯国家峰会。
两国保持经贸往来。2024年两国贸易总额为47.5亿美元，其中中方出口额35.9亿美元，中方进口额11.6亿美元。
利比亚局势动荡后，中国向利比亚提供人道主义物资援助。2023年9月，利比亚东部地区遭受飓风灾害后，中国政府向利方提供3000万元人民币人道主义物资援助，中国红十字会向利比亚红新月会提供20万美元现汇援助。
2014年7月，利比亚安全局势恶化。中国驻利比亚使馆从该国撤出并在突尼斯留守。2025年11月，中国驻利比亚使馆返回利比亚首都的黎波里办公。
