Non conosciamo nulla circa il tempo precostantiniano a Faenza, unico elemento positivo sull’antichità della chiesa faentina è la presenza di un suo vescovo Constantius a Faventia al Sinodo Romano celebrato da papa Melchiade in domum Faustae in Laterano il 2 ottobre 313 a pochi mesi dalla pace costantiniana. Questo fatto può far ragionevolmente supporre che il cristianesimo fosse organizzato in diocesi già nel III secolo.
La regione Aemilia (dal fiume Po fino a Forlì) nel IV secolo apparteneva alla giurisdizione ecclesiastica del vescovo di Milano. Sant’Ambrogio scrive una splendida lettera sui doveri del vescovo indirizzata ad un Constantius da poco elevato alla dignità episcopale: è probabile che si tratti di un altro vescovo faentino. Un importantissimo relitto del primo cristianesimo faentino è il pavimento musivo di un’antica basilica urbana, scoperto nel 1961 sotto l’area della scomparsa chiesa di S. Terenzio, con due iscrizioni recanti i nomi dei donatori: Amandianus et Revocata Amantius et Animula fecerunt pedes XXXV. Questa scoperta ha fatto sorgere qualche dubbio sulla notizia dataci dal Tolosano che l’antica cattedrale faentina fosse l’attuale S. Maria Vecchia. Infatti due sono le chiese di cui abbiamo notizia per i tempi più antichi: una urbana la Plebs S. Petri, presso il duomo attuale in cui appunto sono stati rinvenuti i mosaici pavimentali, e l’altra extra–urbana cioè cimiteriale: S. Maria Vecchia in cui ancora oggi sono visibili tratti murari del VI secolo.
Col progressivo affermarsi della vicina Ravenna, divenuta dal 402 capitale dell’impero d’Occidente, Faenza ne subisce sempre maggiormente l’influsso nel campo religioso ecclesiastico. Quando poco prima dell’anno 431 s. Pier Crisologo riesce ad ottenere particolari diritti metropolitici sull’Aemilia, Faenza, come altre diocesi della regione, dalla provincia ecclesiastica di Milano passa a quella di Ravenna; talvolta è il vescovo di Faenza che rappresenta l’archiepiscopus ai concili romani (così nell’anno 769) e non desta meraviglia che anche per i secoli seguenti il culto dei santi quale ci è testimoniato dalla toponomastica più antica si riallacci in modo particolare al calendario ravennate.
La conquista e la distruzione di Faenza da parte di Liutprando (aprile 740) sono narrate minutamente dal magister Tolosanus († 1226) nel II capitolo del Chronicon Faventinum. Del racconto interessano la storia della nostra diocesi due particolari. Il primo è l’accenno all’antica cattedrale che – secondo il cronista – corrispondeva all’attuale S. Maria foris portam. Il secondo particolare riguarda il fatto che Liutprando penitencia ductus non solo volle riedificare la città, ma concesse al vescovo di Faenza il dominio su gran parte della campagna circostante fin quasi alle porte di Ravenna. La medesima fonte ci parla già di pievi e monasteri. La pieve di S. Giovanni in Octavo a tre navate pur non essendo documentata che dal 909, potrebbe risalire al VI o V secolo. Così pure è fatta risalire al VII o anche al VI secolo, benché non documentata che dal 741, la splendida pieve di S. Pietro in Silvis, presso Bagnacavallo, che conserva una iscrizione memoria del vescovo sotto cui fu eretta, un Deusdedit, non meglio identificato, ma assai probabilmente faentino. Da una bolla del 1143 di papa Celestino II risulta che a metà del secolo XII la diocesi di Faenza comprendeva 22 pievi.
Da documenti del secolo XIII si apprende che varie pievi avevano già un proprio capitolo di canonici; il capitolo della cattedrale era stato istituito dal vescovo Paolo prima del 955. Dal secolo XI sorgono attorno alle pievi le varie cappellanie o parrocchie, nel 1200 in città esse sono già ventisette divise in quattro gruppi o rioni; la Ratio Decimarum del 1301 conosce per tutta la diocesi, oltre le 22 pievi, 315 parrocchie e 12 monasteri.
Attorno al Mille Faenza diventa comune; l’organizzazione scolastica vi doveva essere molto apprezzata se il ravennate Pier Damiani vi compì i suoi primi studi, probabilmente nel monastero di S. Maria foris portam, dove poi venne a morire il 21 febbraio 1072. Durante le lotte fra Guelfi e Ghibellini è notevole il rifiorire della vita religiosa dovuta anche allo sviluppo che ebbero gli ordini mendicanti. Nel 1223 abbiamo il primo convento dei Frati Predicatori, nel 1224 quello delle Clarisse (era ancora vivo s. Francesco), nel 1226 entrano in diocesi i Frati Minori. Sono di questo tempo l’eremita Nevolone (†1280), la monaca S. Umiltà (†1310) che nel 1266 aveva fondato il suo monastero di monache vallombrosane, e di poco più tardi, il servita Giacomo Filippo Bertoni (†1483).
Agli inizi del sec. XVI ha fine la signoria dei Manfredi: Astorgio III è cacciato e ucciso da Cesare Borgia (1502), nel 1504 Faenza cade in mano dei veneziani e dal 1509 fa parte dello Stato Pontificio. Verso la metà del medesimo secolo la chiesa faentina soffre gravi infiltrazioni luterane tanto che in tutta Italia acquista la fama di città protestante. Non mancano personaggi insigni per pietà, carità e cultura e ad essi la città deve la sua salvezza: fra Sabba da Castiglione, cavaliere del Santo Sepolcro e commendatore della Magione (†1554), il vescovo Rodolfo Pio da Carpi, anima della riforma pretridentina (1528–1544), il suo successore G. B. Sighicelli, che partecipa alle ultime sessioni del Concilio di Trento, emana l’editto di fondazione del seminario (1568), tiene il primo Sinodo Diocesano (1569) e dirige una vasta opera di controriforma postridentina nella diocesi. Altri vescovi di particolare importanza sono i cardinali Annibale Grassi che fonda il Seminario (1576), consacra la nuova cattedrale (15 ottobre 1581) e tiene numerosi sinodi, Erminio Valenti a cui si deve il Sinodo del 1610 e l’apertura nel 1612 del grande collegio dei Gesuiti (venuti a Faenza per delibera municipale nel 1588); Carlo Rossetti che tenne ripetute visite pastorali, missioni al popolo e numerosi sinodi, Antonio Pignatelli, poi papa Innocenzo XII. Non va dimenticata l’opera di mons. Antonio Cantoni, che fondò nel 1743 il nuovo grande ospedale, curò particolarmente gli studi nel Seminario che divenne il primo fra tutti gli istituti della diocesi, centro del movimento neoclassico romagnolo dove studiò fra gli altri Vincenzo Monti.
Altre insigni figure della vita cattolica faentina negli ultimi tempi sono: il vescovo Giocchino Cantagalli, lo storico e agiografo Francesco Lanzoni (1862–1929) rettore del seminario, il direttore spirituale del Seminario Paolo Taroni, il giurista card. Michele Lega (+1936), il conte Carlo Zucchini (+ 1928), presidente dell’Opera dei Congressi, gli storici Giuseppe Rossini (+ 1936) e Giandomenico Gordini (+ 1998), l’insigne medievista e agiografo Giovanni Lucchesi (+ 1981). Non vanno dimenticati i fratelli cardinali Gaetano (+ 1962) e Amleto Giovanni Cicognani (+ 1973), Segretario di Stato dei papi Giovanni XXIII e Paolo VI, e Pio Laghi (+ 2009) Prefetto per l’Educazione Cattolica.
Al vescovo Giuseppe Battaglia (1943–1976), si deve la ricostruzione dopo gli eventi del secondo conflitto mondiale e l’inaugurazione del nuovo seminario nel 1953.
Dal 1986, dopo la visita di Giovanni Paolo II, alla diocesi di Faenza è stata riunita quella di Modigliana: il primo vescovo di Faenza–Modigliana è stato mons. Francesco Tarcisio Bertozzi (†1996) nel cui episcopato è stato celebrato il Sinodo Diocesano ‘Per una nuova evangelizzazione’ (1990–1995). Dopo la sua morte è stato nominato vescovo mons. Italo Castellani che ha guidato la Diocesi nella celebrazione del Giubileo del 2000 e a cui si devono la Scuola di preghiera per i giovani in Cattedrale e la Visita Pastorale. Nel 2004 è stato nominato vescovo di Faenza–Modigliana mons. Claudio Stagni.
Nell’anno 2007 è stato celebrato il Millenario della nascita di San Pier Damiani, con numerose iniziative spirituali ed editoriali e la valorizzazione dei luoghi damianei. Nella Pentecoste 2007 sono state istituite in Diocesi le Unità Pastorali. Il 21 febbraio 2008, al termine del Giubileo Damianeo, mons. Stagni ha indetto la Visita Pastorale, che si è conclusa nel marzo 2013. Nel 2010 è stata aperta in diocesi la Comunità residenziale propedeutica per la formazione iniziale dei seminaristi, estesa anche alle diocesi romagnole nel gennaio 2015.
Nel 2012, preceduta dalla Peregrinatio Mariae nelle varie Unità Pastorali della diocesi, si sono svolte le celebrazioni per il VI centenario del Culto della Beata vergine delle Grazie. Per questo è stato proclamato un particolare Anno mariano diocesano con il consenso dalla Santa Sede.
Il 19 gennaio 2015 papa Francesco ha accolto le dimissioni di mons. Claudio Stagni per raggiunti limiti di età, nominando vescovo di Faenza–Modigliana mons. Mario Toso, fino ad allora segretario del Pontificio Consiglio ‘Iustitia et Pax’, che ha fatto il suo ingresso il 15 marzo 2015. Nel 2016 ha inaugurato la nuova Casa del Clero e l’anno seguente indice il Sinodo diocesano dei Giovani.