Nhìn vào trang sử hình thành và phát triển của các giáo phận ở Việt Nam, giáo phận Đà Nẵng được thiết lập năm 1963, là một trong các giáo phận đàn em, nhưng Đà Nẵng là nơi đóng góp những trang sử đầu, chính thức khai mở công cuộc truyền giáo tại Việt Nam, đặc biệt tại Đàng Trong. Sự kiện ngày 18-1-1615, ba thừa sai dòng Tên, dẫn đầu là cha F. Buzomi đặt chân lên đất Cửa Hàn, Hội An, và tháng 7-1615 lên Quảng Nam bắt đầu công cuộc truyền giáo.

Ngày 18-1-1615, tàu Bồ Đào Nha từ Macao cập bến Đà Nẵng, chở hai linh mục dòng Tên là cha Francesco Buzomi (Ý), cha Diego Carvalho (Bồ Đào Nha) và thầy António Dias (Bồ Đào Nha), hai thầy Giuse và Phaolô (Nhật) đến Cửa Hàn (tên cũ của Đà Nẵng), rồi vào Hội An (Hải Phố) truyền giáo. Lễ Phục sinh năm 1615, các cha rửa tội cho 10 người tại nhà nguyện ở Cửa Hàn. Phái đoàn lập cư sở đầu tiên tại Hội An. Sau đó, các ngài lập thêm các cư sở Thanh Chiêm, Nước Mặn (Quy Nhơn).

Năm 1640, linh mục Alexandre de Rhodes (Đắc Lộ) trở lại để thay cha Buzomi điều khiển công việc truyền giáo tại đây. Cha Đắc Lộ lập hội Thầy Giảng để chăm sóc các họ đạo và như để thay thế các ngài trong nhiều trường hợp. Nổi bật là thầy Anrê Phú Yên đã chết để làm chứng cho Chúa tại Phước Kiều (nay là họ đạo Phước Kiều, thuộc giáo xứ Vĩnh Điện) ngày 26-7-1644. Chân phước Anrê là vị chứng nhân tiên khởi của Giáo hội Việt Nam. Năm 1654, cha Đắc Lộ bị trục xuất và rời khỏi Đàng Trong.

Năm 1659, Toà Thánh thành lập hai giáo phận ở Việt Nam, Đà Nẵng thuộc giáo phận Đàng Trong do Đức cha P. Lambert de la Motte làm đại diện tông toà đầu tiên, khi đó Đà Nẵng đã có nhiều cư sở, giáo xứ do các cha dòng Tên coi sóc. Tháng 12-1671, Đức cha Lambert de la Motte tới thăm mục vụ tại vùng đất Đà Nẵng, tháng 1-1672 ngài tổ chức công nghị tại Hội An.

Năm 1844, Toà Thánh chia giáo phận Đàng Trong thành hai giáo phận Đông và Tây, Đà Nẵng thuộc giáo phận Đông Đàng Trong, trở thành một trong những trung tâm truyền giáo mạnh nhất của giáo đoàn Đàng Trong (từ sông Gianh trở vào), nơi dừng chân hoặc nơi ẩn náu cho các nhà truyền giáo. Từ năm 1684, Hội An là nơi an nghỉ của Đức cha Guillaume Mahot (1-6-1684), Đức cha F. Perez qua đời vào tháng 7-1729 ở Mỹ Xuyên (Kẻ Thá), Đức cha Valère Rist làm phó giám mục, mất ở Hội An năm 1737.

Năm 1850, Toà Thánh chia giáo phận Đông Đàng Trong thành giáo phận Đông và Bắc, vùng đất Đà Nẵng thuộc giáo phận Đông. Thời kỳ này, hàng giáo sĩ, tu sĩ và giáo dân phải chịu đau khổ do các vua Minh Mạng, Thiệu Trị và Tự Đức cấm đạo. Năm 1885, khi phong trào Văn Thân bách hại ở Quảng Nam có 5.428 giáo hữu bị chết, riêng tại giáo xứ An Sơn và Vân Đoã, 400 giáo hữu bị thiêu sống trong nhà thờ hoặc chôn sống hay quăng xuống giếng. Từ Phú Thượng, giáo hữu tiếp viện và giải thoát cho Trà Kiệu và Trung Tín. Ở Trà Kiệu, để ghi ơn muôn đời, giáo hữu dựng trên đỉnh hòn Bửu Châu (hòn Trọc) một đền thờ dâng kính “Nữ Vương Phù Hộ Các Giáo Hữu”. Năm 1960, Đà Nẵng có 82.000 giáo dân (trong đó 1/3 là giáo dân từ miền Bắc di cư vào (1954) và 1/3 là tân tòng).

Ngày 18-1-1963, Đức Thánh Cha Gioan XXIII ban Sắc chỉ In Vitae Naturalis Similitudinem, thành lập giáo phận Đà Nẵng, tách từ giáo phận Quy Nhơn, gồm tỉnh Quảng Tín (cũ), tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng. Đức cha Phêrô Phạm Ngọc Chi làm giám mục tiên khởi. Ngài đã cho xây dựng các cơ sở của giáo phận như toà giám mục, nhà hưu dưỡng linh mục, Tiểu Chủng viện Thánh Gioan, tu viện các thầy dòng Gioan Thiên Chúa, bệnh viện An Bình ở An Thượng, Đại Chủng viện Hoà Bình và trường huấn nghiệp ở Hoà Khánh. Tất cả các cơ sở trên đã được nhà nước quản lý. Khi thành lập, giáo phận có 90.000 giáo dân, 58 linh mục, 200 nữ tu và 30 chủng sinh học tại Chủng viện Quy Nhơn và các chủng viện khác.

Năm 1975, Đà Nẵng có trên 100.000 giáo dân, 105 linh mục (trong đó có 6 linh mục ngoại quốc), 73 đại chủng sinh theo học tại các đại chủng viện Huế, Hoà Bình (Hoà Khánh), Đà Lạt, và 238 tiểu chủng sinh, 308 nữ tu.

Từ năm 1975, một nửa số giáo dân đã bỏ đi lập nghiệp ở các tỉnh phía Nam, đông nhất là Xuân Lộc, Bình Tuy và Buôn Ma Thuột. Các vị thừa sai về nước, một số linh mục nhập các giáo phận phía Nam. Đức cha Phêrô Phạm Ngọc Chi hưu tại Trà Kiệu và mất ngày 21-1-1988.

Đức cha phó Phanxicô Xaviê Nguyễn Quang Sách lên cai quản giáo phận từ năm 1988-2000. Ngài đã cho tu sửa nhiều thánh đường trong giáo phận, tích cực trợ giúp những nạn nhân bão lụt và các bệnh nhân nghèo. Ngày 7-11-2000, ngài nghỉ hưu và Đức cha Phaolô Tịnh Nguyễn Bình Tĩnh lên thay.

Ngày 4-8-2006, Cha Giuse Châu Ngọc Tri được tấn phong giám mục và chính thức làm Giám mục Chính toà, thay thế Đức cha Phaolô Tịnh Nguyễn Bình Tĩnh nghỉ hưu.