В 1383 г. епархия была выделена из состава Ростовской епархии с названием «Великопермская и Усть-Вымская». С 1492 г. — Великопермская и Вологодская; с 1556 г. — Вологодская.
Решением Священного Синода от 23 октября 2014 года из состава епархии выделены Череповецкая и Великоустюжская епархии.
Входит в состав Вологодской митрополии.