Aunque algunos historiadores han adelantado hipótesis según las cuales la fundación de la diócesis se remonta a siglos anteriores, no hay constancia documental anterior a 589, año en el que el obispo Próculo intervino en el tercer Concilio de Toledo.
A principios del siglo VIII Segorbe sufrió la invasión musulmana, que supuso el abandono de la sede y la interrupción de la sucesión episcopal, que se reanudaría recién en el último cuarto del siglo XII.
En 1172 Martín juró obediencia al metropolitano de Toledo, tomando cómo título el de obispo arcabricense, dado que durante la reconquista no se fundaban nuevas diócesis, sino que se procuraba restablecer las antiguas.
En 1200 la iglesia del Santísimo Salvador de Albarracín fue consagrada como catedral.
Cuatro años más tarde, en Albarracín era ya común sentir que dicha tierra no perteneció a Arcabria, sino a la antigua diócesis de Segorbe, apoyándose en las antiguas divisiones territoriales del rey Wamba.
Miguel Sánchez no pudo tomar posesión del obispado para el que había sido legítimamente elegido, porque el rey de Aragón apoyó a otro candidato.
En el siglo XIV hubo otros conflictos con las órdenes militares de Montesa y Calatrava por los diezmos de algunos lugares, que también necesitaba la diócesis para financiar la construcción de las dos catedrales, que prosiguió desde el siglo anterior y continuará hasta el primer cuarto del siglo XVI.
[2] La orden, fue bien acogida en Albarracín, pero no en Segorbe, que retrasó la separación 20 años.
En los años setenta del mismo siglo se fundó el seminario diocesano.
Apasionado de la agricultura y la botánica, dio impulso a nuevos cultivos.
El obispo Miguel Serra Sucarrats fue encarcelado al comienzo de la guerra civil española en 1936 y martirizado el 9 de agosto del mismo año.
La reconstrucción de la diócesis, que permaneció vacante hasta 1944, fue encomendada a Ramón Sanahuja y Marcé.
El Concordato entre la Santa Sede y España y el intento de adaptar las diócesis a los límites provinciales civiles propició la configuración actual de la nueva diócesis.
López había sido obispo de Zamora durante 5 años previamente.