Origen sin documentar. Los nombres de los obispos de Cartago Nova y Bigastro testimonian la temprana cristianización y prosperidad de esta Iglesia. San Isidoro y San lldefonso alaban la notable colección de obras célebres de autores eclesiásticos existente en Cartagena, especialmente cuando regentaba la diócesis Liciniano. Creemos, con García Villada, que la diócesis debió desaparecer en el siglo VII.
Desde la ocupación de la ciudad por los castellanos, en 1243, existe el culto a la Virgen de la Arrixaca, que durante siglos sería patrona de Murcia. Alfonso X en 1250, confirmándolo en 1255, dotaba la Iglesia de Cartagena con cuantiosas rentas, a lo que agregó después privilegios, casas, heredades y diversas mercedes. Inocencio IV en 1250 restauraba la diócesis de Cartagena y en el mismo año, ante las disputas de Toledo y Tarragona, la declaró exenta y dependiente directamente de la Santa Sede.
En su organización se atuvo a la constitución de la Iglesia de Córdoba, ad similitudinem ecclesiae cordubenisis, su primer obispo Pedro Gallego. En 1266 se delimitaba por Alfonso X la diócesis con iguales términos que había tenido anteriormente. Necesidades de todo orden obligaron a trasladar la capitalidad a Murcia (bula, 1289; orden real, 1291). El estado de exención de la diócesis desapareció en 1492 al crearse el arzobispado de Valencia, del que quedó sufragánea por disposición de Alejandro VI. En 1501 se erigía la catedral de Orihuela, con el mismo prelado, hasta 1564 en que Pío IV creaba la nueva sede de Orihuela. También en este año y por esta causa, Cartagena se incorporaba a la metropolitana de Toledo.
D. Sancho Dávila en 1594, erigió el seminario de San Fulgencio. El concordato de 1851 determinaba que la silla de Cartagena quedara como sufragánea de Granada. El 2 XI 1949, se creaba el obispado de Albacete, y con la posterior desmembración del Arciprestazgo de Villena, que pasa a la Diócesis de Orihuela-Alicante (25-VI-1954), y el de Huércal Overa, que pasa a la Diócesis de Almería (10-VI-1957), la Diócesis de Cartagena quedó reducida a los límites de la Provincia de Murcia, hoy Comunidad Autónoma de la Región de Murcia.