После победы сентябрьской революции начали вырисовываться новые перспективы. В марте 1970 г. высокопоставленная ливийская делегация посетила Москву, В ходе визита было подписано первое в истории революционной Ливии соглашение о научно-техническом сотрудничестве с СССР. В том же году, когда английское правительство объявило о намерении конфисковывать нефть за национализацию активов "British Petroleum", Советский Союз осуществил крупные закупки ливийской нефти, предотвратив тем самым английский бойкот.
В марте 1972 г. состоялся визит ливийской правительственной делегации во главе с членом СРК А. Джеллудом в СССР. В ходе этого визита были подписаны соглашения об экономическом и научно-техническом сотрудничестве и о торговле между двумя странами. Эти соглашения стали основой развития широкомасштабных экономических связей между СССР и Ливией.
В то же время политические отношения между двумя странами в тот период развивались неровно. Одной из главных причин этого были идеологические расхождения, серьезные различия во взглядах на политические процессы в развивающемся и, в частности, в арабском мире. Отчасти это объяснялось и тем, что ливийские руководители с подозрением относились ко всему, что исходило из ненациональной почвы, в особенности от развитых стран, независимо от их социально-политических систем. Несомненное влияние на их воззрения в тот период оказывала и китайская теория о "двух сверхдержавах", в соответствии с которой на одну доску ставилась политика СССР и США. Однако постепенно советско-ливийские политические контакты начали размораживаться. Последовала серия взаимных визитов лидеров двух стран. В мае 1975 г. в Ливии находилась советская правительственная делегация во главе с Председателем Совета Министров СССР А.Н. Косыгиным.
Визит А.Н. Косыгина сыграл большую роль и в жизни советской колонии в Триполи. Ливийские власти отменили установленную для посольства СССР квоту на количество дипломатического и технического персонала (Квота была введена с 1969 г. только для посольств США, Великобритании, Франции и СССР и ограничивала число дипломатов до 8 персон и число техперсонала до 7 человек), а также предоставили земельный участок для строительства нового здания посольства СССР.
В декабре 1976 г. состоялся визит М. Каддафи в СССР.
23 апреля 1977 г. в Ливии было учреждено общество дружбы с Советским Союзом.
Такое же общество было создано в СССР. В ноябре 1977 г. ливийская делегация во главе с X. Хмейди участвовала в торжествах по случаю 60-летия Октябрьской социалистической революции. В феврале 1978 г. состоялся визит А. Джеллуда в Советский Союз. В октябре 1979 г. в Ливии успешно прошла неделя дружбы с Советским Союзом, за полгода перед этим неделя дружбы с Ливией была проведена в СССР. Ежегодное проведение "недель дружбы" стало доброй традицией.