W latach 1257-1773 siedzibą biskupów był zamek w Lubawie.
Początki diecezji sięgają 1216 roku, kiedy papież Innocenty III mianował biskupa misyjnego Chrystiana, którego póżniej nazwano biskupem Prus. W 1222 r. Konrad I Mazowiecki - książę mazowiecki podarował mu ziemię chełmińską, a biskup płocki Gedko - nadał prawa biskupie. Jednak aż do 1243 trwał spór pomiędzy Watykanem a Chrystianem o podział diecezji w Prusach, zakończony ostatecznym wytyczeniem granic i utworzeniem dicezji chełmińskiej.
Pierwszym polskim biskupem chełmińskim zosał dominikanin Henryk. Dicezja wchodziła w skład archidiecezji w Rydze, co przez 300 lat było kolejnym powodem do zatargów. W 1505 król Aleksander Jagiellończyk proponował wcielenie diecezji do projektowanej archidiecezji warmińskiej. W 1566 nastąpiła sekularyzacja Rygi i odtąd biskup chełmiński samowolnie brał udział w synodach metropolii gnieźnieńskiej. Odtąd do 1763 roku biskupi chełmińscy używali także tytułu biskupów pomezańskich (podobnie jak warmińscy używali tytułu biskupów sambijskich).
Ostateczne przyłączenie do Gniezna nastąpiło dopiero w 1821 r., kiedy papież Pius VII bullą De salute animarum z 16 lipca podzielił dawną diecezję pomezańską pomiędzy diecezje warmińską i chełmińską oraz przeniósł jej stolicę do Pelplina.
Bullą Totus tuus Poloniae populus z 25 marca 1992 r. Jan Paweł II zreorganizował administrację Kościoła w Polsce. Utworzono wówczas metropolię gdańską oraz diecezje pelplińską i toruńską, a zlikwidowano diecezję chełmińską.
Chełmińska kapituła katedralna powstała w 1251 roku. Kolegiata została powołana 1519 r. przy kościele Wniebowzięcia NMP w Chełmnie, ale decyzja nie została zrealizowana. Od około 1821 do 1832 istniała kolegiata w Kamieniu Krajeńskim przy kościele NMP i św. Apostołów Piotra i Pawła. Ponownie została erygowana w 1964 roku. Druga kolegiata jest od 1960 r. w Chełmży w dawnej katedrze Trójcy Przenajświętszej.