Orígenes antiguos
La tradición sitúa los orígenes de la sede episcopal de Calahorra en los primeros siglos del cristianismo hispano. Sin embargo, la afirmación de que san Pablo predicó en la ciudad y nombró allí a su primer obispo carece de fundamento histórico. El primer obispo conocido documentalmente es Silvano, mencionado en el siglo V.
La comunidad cristiana de Calahorra veneró desde antiguo a los mártires Emeterio y Celedonio. El poeta cristiano Prudencio, del siglo IV, los presenta como soldados de la Legio VII Gemina que dieron la vida por su fe. Su culto atrajo a peregrinos, y sus reliquias permanecen en la catedral calagurritana.
Durante el periodo visigodo, los obispos de Calahorra participaron en varios concilios de Toledo. Bajo el dominio musulmán, la sede mantuvo obispos mozárabes entre los siglos VIII y IX, aunque la información histórica sobre esa etapa es limitada. Tras la reconquista cristiana de Calahorra, atribuida a García de Navarra, la sede episcopal quedó restaurada en 1045.
Calahorra y Santo Domingo de la Calzada
Tras la restauración de la sede, su primer obispo, Sancho, adoptó el título de obispo de Calahorra y Nájera. En 1236, la sede episcopal pasó a Santo Domingo de la Calzada, localidad riojana que también llegó a tener catedral y cabildo. La historia posterior conservó la vinculación de ambas ciudades en el título diocesano.
La antigua organización, con catedral y cabildo tanto en Calahorra como en Santo Domingo de la Calzada, refleja la larga relación entre los dos centros episcopales. Un registro de comienzos del siglo XX describía la elección del obispo por turnos entre los cabildos de ambas catedrales; esa descripción corresponde a una etapa histórica concreta y no debe confundirse con la organización actual.
Cambio de denominación y etapa contemporánea
El nombre actual expresa la unión de las referencias históricas a Calahorra y Santo Domingo de la Calzada con la sede contemporánea de Logroño. La denominación diocesana cambió el 9 de marzo de 1959.
En el siglo XX y comienzos del XXI, la diócesis tuvo, entre otros obispos, a Juan José Omella Omella, nombrado en 2004, y a Carlos Manuel Escribano Subías, nombrado en 2016. Tras la vacante iniciada en 2020, Santos Montoya Torres recibió el nombramiento episcopal en enero de 2022.