Lịch sử giáo phận được xem khởi đầu từ năm 1665, đã ghi nhận được tại Phan Rí (bấy giờ vẫn còn thuộc Vương quốc Champa) có một cộng đồng giáo dân vào khoảng 400 người.[1]

Trải qua hơn 300 năm phát triển, tính đến năm 2017, trên địa bàn giáo phận này nay có 185.843 giáo dân (chiếm 15,1%) trong tổng số dân địa phương là 1.266.228 người, sinh hoạt trong 95 giáo xứ, thuộc 2 giáo hạt Thanh Hải và Phan Thiết, tương ứng với địa bàn 2 tỉnh Bình Thuận và Bình Tuy, trực thuộc Giáo phận Nha Trang, Giáo tỉnh Huế.

Ngày 30 tháng 1 năm 1975, Giáo hoàng Phaolô VI ký Tông Sắc thành lập Giáo phận Phan Thiết trên cơ sở 2 giáo hạt Thanh Hải và Phan Thiết tách từ Giáo phận Nha Trang, đặt trực thuộc Giáo tỉnh Sài Gòn.