Ya en el siglo XIV los reyes Jaime II y Pedro IV pensaron crear un obispado en Teruel, pero hubo su erección se demoró hasta el 31 de julio de 1577. Se justificó la decisión por la enorme extensión de la diócesis de Zaragoza y por la presencia de moriscos, aunque en realidad solo los había en la ciudad de Teruel y el pueblocastellonense de Bechí, un encave en la diócesis de Tortosa que duró hasta 1956. La mayoría de los pueblos pertenecían a la comunidad de aldeas de Teruel. En dicho año recibió los arciprestazgos zaragozanos de Aliaga, Calamocha, Cantavieja, Castellote, Monreal del Campo, Montalbán y Muniesa (del que el 24 de octubre de 1955 hubo que separar los pueblos zaragozanos de Moneva, Moyuela y Plenas).
Inicialmente fue nombrado Juan Pérez de Artieda, de Tauste, canónigo de la Seo, pero que solo fue electo y no llegó a tomar posesión. El primer obispo, nombrado en 1578, fue Andrés Santos de San Pedro, inquisidor de Aragón después de haber pasado por otros tribunales (intervino en el proceso de fray Luis de León) y que fue el primer miembro de esta familia que llegó al episcopado (los hubo hasta 1803). En 1579 fue trasladado a Zaragoza, aunque no tuvo un largo episcopado pues murió en 1585 en Monzón, donde se estaban celebrando las Cortes del reino. Otros dos obispos pasaron también directamente a Zaragoza, como también a Granada y otro, en 1802, a arzobispo de México. El mayor periodo sin traslados fue entre 1644-1802. Hasta el final del Antiguo Régimen, fue una diócesis de entrada en el 59 % de los casos y supuso el primer traslado para el 33 % de los obispos. Su nivel de renta fue mayor que el de Albarracín: hasta 1749 ocupó el puesto 38 y entre 1750-1834 subió al 33 entre las diócesis españolas.
En el siglo XIX estuvo vacante entre 1833-1847 y 1869-1874. Entre 1891-1894 fue obispo Maximiliano Fernández del Rincón y Soto Dávila, que había fundado anteriormente las Hermanas de la Presentación. Tuvo que ser trasladado a Guadix porque no supo hacerse con la diócesis ni congeniar con sus habitantes. Murió allí en 1907. Está en proceso de beatificación. Otro fruto de santidad es el obispo agustino fray Anselmo Polanco, obispo entre 1935-1939, reconocido como mártir y beatificado en 1995 junto con su vicario general Felipe Ripoll. El último obispo que murió estando al frente de la diócesis fue Juan Ricote en 1972.
El único santo diocesano es san Joaquín Royo, mártir en China en 1748. Los sacerdotes diocesanos que murieron en la persecución religiosa desencadenada al estallar la guerra civil están incluidos en la causa por presunto martirio de Luis Turón y compañeros promovida por la diócesis de Zaragoza. Otros turolenses en proceso de beatificación son el hermano Adolfo, de Cella, fallecido en Zaragoza en 1976, y el escolapio Bruno Martínez, natural de Moscardón, que murió en Nicaragua a consecuencia de las heridas provocadas por el terremoto de 1972.
Los obispos naturales de Aragón han sido:
- Jaime Jimeno de Lobera (1580-1594), de Ojos Negros (Teruel).
- Martín Terrer de Valenzuela (1596-1614), de Daroca. Llegó al final de sus días a arzobispo de Zaragoza.
- Tomás Cortés de Sangüesa (1614-1624), de Huesca.
- Pedro Apaolaza Ramírez (1633-1635), de Moyuela (Zaragoza). Trasladado a Zaragoza.
- Juan Cebrián Pedro, O. de M. (1635- 1644), de Perales de Alfambra (Teruel).También trasladado a Zaragoza.
- Domingo Abad Huerta (1644-1647), de Cubel (Zaragoza).
- Diego Chueca (1647- 1672), de Calcena (Zaragoza).
- Diego Francés de Urritigoyti y Lerma (1673), de Zaragoza.
- Andrés Aznar y Naves, O.S.A. (1674-1682), de Zaragoza. Durante unos años llegó a haber tres prelados agustinos a la vez en Aragón, pues los hubo también en Huesca y Zaragoza.
- Jerónimo Zolivera (1683-1700), de Barbastro (Huesca).
- Lamberto Manuel López (1701-1717), de Zaragoza.
- José Asensio Ocón y Toledo (1832-1833), de Albarracín. En el archivo diocesano de Zaragoza se conserva el inventario de bienes que se hizo cuando unos años antes fue nombrado obispo de Palencia, el cual incluye también el de su biblioteca, que nos muestra que era de tendencias absolutistas.
- León Villuendas Polo, O.F.M. (1944- 1968), de Torrijo del Campo (Teruel).
- Damián Iguacen Borau (1974-1984), de Fuencalderas (Zaragoza).
- Antonio Ángel Algora Hernando (1985- 2003), de La Vilueña (Zaragoza).
- Carlos Manuel Escribano Subías (2010- 2016), sacerdote diocesano de Zaragoza. Actual arzobispo de Zaragoza.
- José Antonio Satué Huerto (2021-2025), de Sesa (Huesca).
