La diócesis fundada en 1595 poseía una extensión territorial muy superior a la actual. Su jurisdicción abarcaba amplias regiones del norte de Luzón, tanto en la fachada occidental como en los valles y territorios montañosos del interior y del nordeste.
Conviene distinguir entre la jurisdicción histórica de la diócesis de Nueva Segovia y el territorio de la actual archidiócesis. Las sucesivas erecciones de nuevas diócesis redujeron progresivamente el ámbito de la sede de Vigan.
Creación de Tuguegarao
Una de las primeras grandes desmembraciones tuvo lugar con la creación de la diócesis de Tuguegarao, erigida el 10 de abril de 1910. La nueva diócesis recibió los territorios de Cagayán, Isabela y Nueva Vizcaya, además de las islas Batanes y Babuyanes.
Durante aproximadamente dos siglos, la sede de Nueva Segovia había ejercido su jurisdicción sobre la región del valle de Cagayán, donde Lal-lo -la antigua Nueva Segovia- había desempeñado un papel episcopal. La creación de Tuguegarao separó definitivamente aquella zona del territorio histórico de Nueva Segovia.
La evangelización del valle de Cagayán estuvo vinculada especialmente a la labor de los dominicos, que desarrollaron allí una intensa actividad misionera y pastoral.
Creación de la diócesis de Laoag
En 1962, la Santa Sede separó de la archidiócesis la provincia de Ilocos Norte para constituir la diócesis de Laoag. La nueva diócesis recibió como sede episcopal la ciudad de Laoag y como iglesia catedral el templo dedicado a san Guillermo el Ermitaño.
La diócesis de Laoag quedó como sufragánea de Nueva Segovia. La decisión respondió a la necesidad pastoral de dividir un territorio demasiado extenso y aproximar la administración episcopal a las comunidades católicas del extremo septentrional de Luzón.
Creación de la diócesis de San Fernando de La Unión
En 1970, Pablo VI erigió la diócesis de San Fernando de La Unión, separando de Nueva Segovia la provincia civil de La Unión. La nueva Iglesia particular quedó sometida como sufragánea a la provincia eclesiástica de Lingayén-Dagupán.
Esta modificación redujo aún más la antigua extensión de Nueva Segovia y consolidó una distribución territorial más ajustada a las divisiones civiles y a las necesidades pastorales de la población católica.
Otras transformaciones territoriales
La reorganización eclesiástica del norte de Luzón también afectó a los territorios vinculados históricamente a Nueva Segovia mediante la creación o reorganización de diócesis como Lingayén-Dagupán y Urdaneta. En 1985, la Santa Sede erigió Urdaneta a partir de varias parroquias y cuasiparroquias separadas de Lingayén-Dagupán, dentro del proceso de configuración de las diócesis actuales de la región.
Por tanto, la actual archidiócesis representa el núcleo territorial conservado por la antigua diócesis de 1595, no la totalidad de la jurisdicción que tuvo durante la época colonial.