Kedua bagian pulau itu akhirnya dipisahkan dalam perjanjian yang ditandatangani oleh dua kekuatan kolonial pada tahun 1913.
Belanda mengambil alih barat dan Portugis di timur.
Orang-orang Eropa mendapatkan keuntungan dari kendali mereka atas perdagangan kayu cendana dan memperkenalkan kopi pada pertengahan abad ke-19, yang menjadi ekspor utama Timor, ditambah dengan karet, tembakau, kopra dan kacang tanah.
Pemberontakan oleh orang Timor melawan kekuasaan kolonial sering terjadi, dan kebanyakan dari mereka ditindas secara brutal. Yang terakhir berlanjut dari akhir 1880-an hingga 1912, dan dikalahkan dengan kematian sekitar 3.000 orang Timor.
Kemudian, selama Perang Dunia Kedua, Timor diduduki oleh Jepang, yang menghadapi perlawanan luas.
Pada saat Jepang menyerah pada tahun 1945, sekitar 60.000 orang Timor, atau 13 persen dari populasi, telah meninggal.
Pada tahun 1949, Timor Barat menjadi bagian dari Republik Indonesia pasca-kolonial, sementara Portugal mempertahankan Timor Lorosa'e.
Pada 25 April 1974, Gerakan Angkatan Bersenjata Portugis menggulingkan rezim Caetano dan memulai proses dekolonisasi di koloni Portugal di Afrika dan Asia.