W 241 p.n.e. Rzym pokonał Kartaginę. Na mocy zawartego pokoju Kartagina zrzekła się swoich posiadłości na Sycylii i wycofała z wyspy swoje siły. W ten sposób rzymska kontrola objęła terytoria pozostające wcześniej pod panowaniem Kartaginy, a Sycylia stała się pierwszym dużym terytorium zamorskim podlegającym Rzymowi. W kolejnych latach Rzym stopniowo organizował przejęte obszary w formę prowincji.
Okres republiki rzymskiej Rzymska kontrola nad Sycylią początkowo nie obejmowała całej wyspy. Syrakuzy, rządzone przez króla Hierona II, pozostawały sprzymierzeńcem Rzymu. W czasie II wojny punickiej Hieron II pozostał lojalny wobec Rzymu, jednak po jego śmierci w 215 p.n.e. sytuacja uległa zmianie. Część elit Syrakuz opowiedziała się po stronie Kartaginy. W 213 p.n.e. Rzym rozpoczął oblężenie Syrakuz. Miasto było bronione m.in. dzięki urządzeniom wojennym skonstruowanym przez Archimedesa. W 212 p.n.e. Syrakuzy zostały zdobyte przez wojska rzymskie pod dowództwem Marka Klaudiusza Marcellusa. mały|Terytoria kontrolowane przez niewolników w trakcie I powstania (135–132 p.n.e.) Rozwój wielkich majątków ziemskich i wykorzystanie pracy niewolniczej przyczyniły się do narastania napięć społecznych. W latach 135–132 p.n.e. wybuchło pierwsze powstanie niewolników na Sycylii.