W 1877 otwarto stację kolejową na trasie łączącej Chełm i Kowel. W 1883 w Lubomlu zmarł polski malarz Leopold Niemirowski. W 1918–1919 miejsce organizacji jednostek Wojska Polskiego. Powstały tu lubomiski szwadron marszowy 1 pułku ułanów oraz Wołyńska bateria artylerii konnej. Za II RP miasto było siedzibą powiatu lubomelskiego i wiejskiej gminy Luboml. Na przedmieściach miejscowości znajdowała się wówczas wieś Zawale, a na północnym krańcu miasta istniał przysiółek Browarnia.
Do 1939 była to obok miejscowości Bereźne miejscowość o najwyższym odsetku ludności żydowskiej w Polsce. Podczas okupacji niemieckiej populacja żydowska została eksterminowana. Od 22 do 29 lipca 1941 dwa plutony 1. kompanii 314. pułku policyjnego rozstrzelały tu 273 Żydów. 6 grudnia 1941 w Lubomlu założono getto, zlikwidowane po 10 miesiącachХолокост на территории СССР: Энциклопедия, Moskwa 2009, , s. 555.. Niemcy wraz z ukraińską policją od 1 do 7 października 1942 rozstrzeliwali Żydów w okolicznych lasach. Zabito według różnych źródeł 3-4 lub 8 tys. osób.
Podczas rzezi wołyńskiej Luboml był miejscem schronienia polskich uchodźców z okolicznych wsi.