Los primeros obispos y la consolidación
Los primeros prelados organizaron el clero, los arciprestazgos y la formación sacerdotal en una diócesis recién creada y con un territorio muy diverso. El Seminario Conciliar abrió sus puertas en 1880, y el obispo Mariano Miguel Gómez, que gobernó entre 1880 y 1889, consolidó la estructura diocesana.
En 1868, un rescripto de Pío IX confirmó a san Prudencio como patrono de Álava y a san Ignacio de Loyola como patrono de Guipúzcoa y Vizcaya. La distribución de los patronazgos reflejaba ya la diversidad de los tres territorios que formaban la diócesis.
Obispos de gran proyección
Varios obispos de Vitoria desarrollaron después una intensa trayectoria en otras sedes. José Cadena y Eleta, impulsor del proyecto de una nueva catedral, pasó a la archidiócesis de Burgos. Prudencio Melo y Alcalde y Leopoldo Eijo y Garay fueron trasladados a Madrid-Alcalá, y el agustino Zacarías Martínez Núñez, primer obispo religioso de la diócesis, ocupó la sede arzobispal de Santiago de Compostela. José María Bueno y Monreal fue enviado después a Sevilla.
Mateo Múgica y la República
El guipuzcoano Mateo Múgica y Urrestarazu rigió la diócesis entre 1928 y 1937. En 1930 inauguró el edificio del actual Seminario Diocesano, centro de la formación del clero alavés. Su pontificado transcurrió entre la proclamación de la Segunda República, la tensión política y religiosa de los años treinta y el estallido de la Guerra Civil. Las autoridades republicanas lo expulsaron de la diócesis en 1931, y en 1936 las autoridades del bando nacional lo obligaron de nuevo a abandonar su sede por su defensa del clero vasco ante los fusilamientos. Renunció en octubre de 1937.
La Guerra Civil y la posguerra
La Guerra Civil trajo a la diócesis la muerte de sacerdotes y religiosos y la desorganización de la vida pastoral. La sede permaneció sin obispo propio entre 1937 y 1943, gobernada por un administrador apostólico, Francisco Javier Lauzurica. En 1943, el misionero paúl Carmelo Ballester Nieto asumió el gobierno de la diócesis, reactivó la vida pastoral y, en 1946, reanudó las obras de la catedral nueva, paralizadas desde 1914.
En 1941 se crearon las Escuelas Profesionales Diocesanas, y en 1947 Pío XII concedió a la diócesis las Misiones Diocesanas, que proyectaron la acción apostólica de la Iglesia alavesa hacia territorios de misión.
La división de 1949
El 2 de noviembre de 1949, Pío XII promulgó la bula Quo commodius, por la que separó de Vitoria las provincias de Vizcaya y Guipúzcoa y erigió con ellas las diócesis de Bilbao y San Sebastián. La diócesis de Vitoria conservó Álava y recibió en compensación el Condado de Treviño, hasta entonces perteneciente a la diócesis de Calahorra y La Calzada. El enclave de Orduña, de Vizcaya, y La Puebla de Arganzón permanecieron en el ámbito vitoriano.
Desde entonces, la diócesis tiene prácticamente los límites que hoy conserva. Bueno y Monreal gobernó la Iglesia alavesa en esa etapa de reorganización, y Francisco Peralta y Ballabriga, obispo entre 1955 y 1978, afrontó el largo período posterior, hasta entonces el pontificado más largo de la historia diocesana.
El Concilio Vaticano II y la etapa posterior
Peralta Ballabriga participó en la recepción del Concilio Vaticano II y consagró la catedral nueva en 1969. Sus sucesores, José María Larrauri Lafuente (1979-1995), Miguel José Asurmendi Aramendia (1995-2016), de la Sociedad de San Francisco de Sales, y Juan Carlos Elizalde Espinal (desde 2016), han guiado la diócesis en un tiempo de secularización, de renovación de las estructuras parroquiales y de nuevos retos misioneros y vocacionales.