Diecezja włocławska od początku swego istnienia związana była z metropolią gnieźnieńską jako jej diecezja sufraganalna. Jedynie podczas zaborów włączono ją do metropolii warszawskiej. Po odzyskaniu przez Polskę niepodległości, od 1925 r., ponownie została podporządkowana metropolicie gnieźnieńskiemu. Także i współcześnie, jako jedyna, pozostała w swojej macierzystej prowincji kościelnej.
W początkach XII w. przeniesiono stolicę biskupią z Kruszwicy do Włocławka. Wiązało się z tym powstanie katedry. O najstarszej katedrze wiemy niewiele. Była ona najprawdopodobniej drewniana. Pierwszą murowaną katedrę, budowaną w stylu romańskim, wzniósł w początkach XIII w. (1212 r.) biskup Michał z rodu Godziembów. Do naszych czasów z tego bezcennego zabytku nie pozostał żaden wyraźny ślad. Nie jest nawet znana dokładniejsza jego lokalizacja, ponieważ w czasie wojen krzyżackich katedra uległa spaleniu w wielkiej pożodze miasta (1329 r.). W rok po pożarze wzniesiono mały kościółek pod wezwaniem św. Witalisa, który spełniał rolę kościoła katedralnego, a w 10 lat później (1340 r.) rozpoczęto budowę katedry gotyckiej pw. Wniebowzięcia NMP. W ciągu dziesięcioleci zniszczoną katedrę wielokrotnie przebudowywano i odbudowywano.

Bp Wiesław Mering, ordynariusz włocławski W dniu 25 marca 1992 r. papież św. Jan Paweł II bullą Totus Tuus Poloniae Populus dokonał reorganizacji diecezji i prowincji kościelnych w Polsce. W jej wyniku diecezja włocławska pozostała w metropolii gnieźnieńskiej. Jej ordynariuszem jest obecnie bp Wiesław Mering. Pomagają mu bp Stanisław Gębicki oraz biskup-senior Bronisław Dembowski. Patronami diecezji są św. Józef oraz bł. Bogumił z Dobrowa. Na jej terenie urodził się m.in. św. Maksymilian Maria Kolbe i wspominana dziś w liturgii św. Faustyna Kowalska. Diecezja ma powierzchnię 9 tys. km kw. i jest zamieszkana przez ponad 780 tys. osób. W 232 parafiach, podzielonych na 32 dekanaty, pracuje ponad 500 księży diecezjalnych i ponad 120 zakonnych.
Włocławek gościł św. Jana Pawła II podczas IV pielgrzymki do ojczyzny w 1991 r. W dniu 6 czerwca papież spotkał się we włocławskiej katedrze z katechetami, nauczycielami i uczniami, do których powiedział m.in.:

Katechizacja jest jedną z zasadniczych form głoszenia słowa Bożego, dlatego też na wszystkich chrześcijanach spoczywa, w różnym stopniu oczywiście, ciężar odpowiedzialności za nią. A obowiązkowi temu odpowiada prawo do nauczania i formacji dzieci i młodzieży wedle zasad własnej religii. Wynika ono z prawa człowieka do prawdy, do wolności religijnej, a także z prawa rodziców do religijnego wychowania swoich dzieci.

Następnego dnia, w uroczystość Serca Jezusowego, papież odprawił Mszę św. na lotnisku aeroklubu. W kazaniu św. Jan Paweł II przypomniał postać ks. Jerzego Popiełuszki (obecnie błogosławionego), którego ciało, po męczeńskiej śmierci, zostało wyłowione z Wisły przy włocławskiej tamie:

Moi drodzy, darujcie te słowa gorące, może to dlatego, że dzień jest trochę chłodny, ale jest też genius loci, jest to miejsce, jest to przedziwne miejsce. Może nie tak bardzo znane na świecie, w Europie, nie tak bardzo znane - Włocławek - które nosi w sobie ten przedziwny zapis w naszym stuleciu, który jest jak gdyby odpowiedzią na tamten zapis całej cywilizacji nienawiści, śmierci, całej cywilizacji śmierci. Zapis cywilizacji życia, życia przez śmierć, tak jak Chrystus, tak jak Serce Boże. Jego ostatnim jakby świadkiem, świadkiem tego zapisu jest właśnie ksiądz Jerzy. Nie wolno go traktować - niech Bóg broni, nie myślę, że ktokolwiek to tak widzi albo próbuje - nie wolno go traktować tylko o tyle, o ile służył pewnej sprawie w porządku politycznym, chociaż była to sprawa do głębi etyczna. Trzeba go widzieć i czytać w całej prawdzie jego życia. Trzeba go czytać od strony tego wewnętrznego człowieka, o którego prosi Apostoł w Liście do Efezjan. Tylko ten właśnie człowiek wewnętrzny mógł być świadkiem, takim świadkiem naszych trudnych czasów, naszego ostatniego dziesięciolecia, jakim był. Wraz z wszystkimi powtarzam ostatni passus, wraz z wszystkimi, którzy przeszli przez tę nadwiślańską ziemię, wraz z księdzem Jerzym, zginam moje kolana przed Ojcem: proszę o «wzmocnienie siły człowieka wewnętrznego», błagam o «wzmocnienie siły człowieka wewnętrznego» dla wszystkich synów i córek tej ziemi, mojej Ojczyzny, teraz, u progu czasów, które nadeszły i które idą!