Ya en el siglo XIII había nacido la necesidad de crear una diócesis en la zona que comprendía a la ciudad de Valdivia.

Una vez establecida la República, las autoridades de la época proponían a Chiloé como nueva diócesis y a Osorno o Valdivia como otra, quedando concretado sólo la formación de la diócesis de Ancud en Chiloé.

En 1899 Ramón Ángel Jara, nombrado en 1898 obispo de Ancud, se mudó a Valdivia por ser la ciudad más poblada y pujante del territorio diocesano.

El 8 de julio de 1944 la administración apostólica fue elevada a diócesis con la bula Apostolicis sub plumbo Litteris del papa Pío XII.

En 2020 en la diócesis existían 17 parroquias agrupadas en 2 decanatos: Según el Anuario Pontificio 2021 la diócesis tenía a fines de 2020 un total de 260 400 fieles bautizados.