Se trata de una diócesis latina, inmediatamente sujeta a la Santa Sede.

Según la tradición, la fe cristiana fue predicada en Terni por san Brizio, enviado a Umbría por el apóstol Pedro.

En realidad, como afirma el historiador Pompeo de Angelis, los inicios del cristianismo en Terni están envueltos en la niebla del tiempo y por la falta de documentos, aunque la hagiografía, tal como se desarrolló en la época lombarda y franca, narra un viaje fabuloso, sembrado de mártires y obispos heroicos.

La controvertida figura del obispo san Valentín, que vivió en el siglo III[nota 4]​ o IV, se remonta a los orígenes de la Iglesia de Terni.

En este mismo año, se registraron 96 sacerdotes y clérigos en el territorio diocesano para poco menos de 7000 habitantes.

[11]​ La diócesis de Narni se remonta al siglo IV y su fundación está ligada a la figura del protoobispo san Juvenal, quien, según una biografía legendaria escrita después del siglo VII, fue consagrado obispo en el año 359 y murió el 7 de agosto de 376.

El mismo año dos cartas del papa Pelagio mencionan a su sucesor, Juan I.

El primer obispo citado por los catálogos amerinos es Esteban, mencionado hacia 420, cuya existencia "no está respaldada por ninguna evidencia" (Lanzoni).

El primer obispo documentado fue Hilario, presente en el sínodo romano del año 465.

Otros obispos amerinos participaron en los concilios romanos de los primeros siglos, Marciano en 487, Salustio en 499 y 502, Adeodato en 649, Teodoro en 680, y otros más en los siglos VIII y IX, signo de la presencia continuada de la institución eclesiástica durante la Alta Edad Media.

En 1158 tuvo lugar su traslado solemne a la catedral, que a partir de este momento estará dedicada al santo patrón, sustituyendo el título anterior de San Lorenzo.

Entre los siglos XVII y XVIII la diócesis estuvo gobernada durante más de treinta años por el obispo Giuseppe Crispino (1669-1721), exponente del rigorismo en la aplicación de los decretos tridentinos; convocó un sínodo, realizó numerosas visitas pastorales, «promovió diversas prácticas devocionales dirigidas a amplios sectores de la población, oscilando entre los modelos de san Carlos Borromeo y san Felipe Neri».

Este territorio se había mantenido prácticamente sin cambios durante los siglos anteriores.

[25]​ A partir de 1966 Amelia ya no tenía obispos y la diócesis quedó bajo administración apostólica a los obispos de Terni y Narni.

[26]​ El mismo día Franco Gualdrini fue nombrado obispo de las tres diócesis.

[28]​ En 2005 se inauguró el Museo Diocesano y Capitular de Terni.