Tôn giáo của huyện phần lớn là Phật giáo, Công giáo, Cao Đài và Tin lành. Trong đó Phật giáo có đông tín đồ nhất.
Phật giáo: có mặt ở hầu hết các xã, thị trấn. Có một số ngôi chùa tiêu biểu: Lâm Bửu (Thạnh Phú); Cổ Tự (Bình Hòa)...
Công giáo: huyện Vĩnh Cửu là nơi xuất hiện tín đồ công giáo sớm nhất Đàng Trong và tiêu biểu là giáo xứ Tân Triều (Tân Bình). Bên cạnh đó còn có một số giáo xứ khác: Đại An (Tân An); Gò Xoài; Phú Lý...
Tin lành: huyện có 1 chi hội Tin Lành là chi hội Thạnh Phú tọa lạc ở đường Lò Thổi (Thạnh Phú).
Cao Đài: có thánh thất Thạnh Phú thuộc thánh tòa Tây Ninh tọa lạc ở trung tâm xã Thạnh Phú.
