Le diocèse a été érigé canoniquement le par le papePie XII sous le nom de diocèse du Golfe Saint-Laurent (Dioecesis Sinus Sancti Laurentii en latin). En 1960, il adopta le nom de diocèse de Hauterive (Diocesis Altaripensis en latin) avant d'adopter son nom actuel en 1986. Il avait d'abord été érigé en préfecture apostolique en 1882, puis, élevé en vicariat apostolique en 1905, avant de devenir un diocèse en 1945. En 2007, le territoire du diocèse de Baie-Comeau a été élargi en incorporant une partie du territoire du diocèse de Labrador City-Schefferville qui a été dissout.
En 2018, le diocèse de Baie-Comeau dessert une population de 96 850 catholiques, soit 92% de la population totale de son territoire, avec un total de 32 prêtres et sept diacres permanents[1],[4].
Le , la préfecture apostolique du Golfe Saint-Laurent a été élevé au rang de vicariat apostolique en conservant le même nom[1],[4]. Son premier vicaire apostolique fut Gustave Marie BLanche qui était préfet depuis le . Il demeura à cette fonction jusqu'à sa mort le [1],[4],[9].
Le , le vicariat apostolique du Golfe Saint-Laurent perdit une partie de son territoire lors de l'érection du vicariat apostolique du Labrador, qui est devenu le diocèse de Labrador City-Schefferville le [1],[4],[10].
Le , le vicariat apostolique du Golfe Saint-Laurent a été élevé au rang de diocèse en conservant le même nom[1],[4]. Il s'agit du premier diocèse à porter le nom d'une région et non d'une ville[11]. Le siège épiscopal du diocèse est alors la cathédrale Sainte-Amélie de Baie-Comeau[1],[3]. Son premier évêque fut Napoléon-Alexandre Labrie qui était vicaire apostolique depuis le . Il demeura à cette fonction jusqu'au [1],[4],[11],[12].
Le , le diocèse de Labrador City-Schefferville fut dissout et le territoire de La Basse-Côte-Nord fut alors transféré au diocèse de Baie-Comeau[1],[4],[10].