Powstanie parafii w Tarnowie przypada na pierwszą połowę XIV w. Już pierwszy kościół parafialny nosił wezwanie Narodzenia Najświętszej Maryi Panny. Od samego początku był bardzo ważny - w 1392 r. w nim właśnie odbyła się konsekracja Jakuba Strepy (Jakuba Strzemię) na biskupa halickiego. W 1400 r. biskup krakowski podniósł kościół parafialny w Tarnowie do rangi kolegiaty. W roku 1786, w związku z utworzeniem przez papieża Piusa VI diecezji tarnowskiej, świątynia pod wezwaniem Narodzenia NMP w Tarnowie otrzymała tytuł katedry. Papież Paweł VI listem apostolskim Cum beatissima z dnia 14 kwietnia 1972 r. nadał katedrze tarnowskiej tytuł bazyliki mniejszej ze względu na jej wyjątkowe znaczenie dla kultu Bożego i chrześcijańskiej kultury.

Diecezja tarnowska powstała podczas zaborów - utworzył ją cesarz Józef II w 1783 r. Kanonicznie potwierdził ten fakt Pius VI bullą In suprema beati Petri cathedra z marca 1786 r. W wyniku zmian politycznych i terytorialnych diecezja zmieniała swoje terytorium. Papież Leon XII po roku 1821 przeniósł stolicę diecezji z Bochni do Tarnowa i nadał jej nazwę "tarnowska". Po kilkakrotnych zmianach granic diecezji na przełomie wieków jej obszar pozostawał niezmienny do 1992 r., kiedy to Jan Paweł II bullą Totus Tuus Poloniae Populus dokonał reformy granic diecezji i prowincji kościelnych w Polsce. Obecnie diecezja tarnowska graniczy z archidiecezją krakowską i diecezjami: kielecką, sandomierską i rzeszowską. Południowa granica diecezji pokrywa się z południową granicą Polski.

Ordynariuszem diecezji jest bp Wiktor Skworc. Pomagają mu bp Wiesław Lechowicz, bp Andrzej Jeż oraz biskup-senior Władysław Bobowski. Na terenie tej diecezji, liczącej ok. 1 miliona 120 tysięcy mieszkańców na obszarze ponad 75000 km kw., urodzili się i działali m.in. św. Stanisław ze Szczepanowa, św. Andrzej Świerad i św. Benedykt, błogosławiona Teresa i święta Urszula Ledóchowskie, bł. Karolina Kózkówna oraz św. Kinga.

W dniach 9-10 czerwca 1987 roku po raz pierwszy z wizytą przebywał w Tarnowie Jan Paweł II. Beatyfikował wówczas w obecności prawie 1,5-milionowej rzeszy wiernych Karolinę Kózkównę.