La presencia de una diócesis está atestiguada aquí por primera vez[nota 1]​ en el siglo V, cuando Bonifacio de Senafer participó, junto con otros obispos sardos, en el concilio convocado en Cartago en el año 484 por el rey vándalo Hunerico.

El primer obispo documentado históricamente es Costantino de Castra, quien en 1073 consagró la primitiva catedral dedicada a San Pedro, y que en el mismo año fue nombrado metropolitano de Torres por el papa Gregorio VII.

Entre los obispos postconciliares destacó especialmente Nicolò Canelles, que en 1580 imprimió nuevas constituciones para regular la vida y la disciplina del clero.

De estos se conocen quince, hasta finales del siglo XVIII.

Entre los siglos XVIII y XIX se instaló el seminario diocesano en las instalaciones del antiguo colegio jesuita, durante el episcopado de Giovanni Antonio Cossu, y la catedral fue reconstruida en la época del obispo Gavino Murru.

Para poner fin a esta situación irregular, el papa Pío IX en 1871 nombró al nuevo obispo Eugenio Cano, sin esperar la presentación del gobierno de Saboya.

Esta situación, deseada «por los reyes de España que querían confirmar la importancia estratégica de Alguer también con obispos fieles a la corona»,[8]​ acabó creando problemas y dificultando la acción gubernamental y pastoral.

Pero el descontento debió durar mucho tiempo, porque en 1572 el papa Gregorio XIII tuvo que intervenir para confirmar y reiterar la supresión de las antiguas sedes episcopales.

[9]​ Pedro del Frago Garcés (1566-1572) fue el primer obispo que residió permanentemente en la diócesis y pudo iniciar una normal actividad administrativa y pastoral, a la luz del Concilio de Trento: celebró dos sínodos diocesanos e inició la construcción de la catedral.

[8]​ Cuando Cerdeña pasó de España a Saboya (1718), la diócesis contó casi ininterrumpidamente con obispos piamonteses, bien preparados y dedicados a la actividad pastoral; Giuseppe Agostino Delbecchi construyó el nuevo seminario (1753); en 1790, Gioacchino Michele Radicati hizo publicar en lengua algueresa el catecismo de la doctrina cristiana.