Bispedømmet ble grunnlagt som Kulm bispedømme (tyskBistum Kulm, latinDioecesis Culmensis) i 1243 samtidig med de tre andre bispedømmene i Preussen (Pomesania, Ermland og Samland bispedømme), og utgjorde den østlige delen av det senere Vest-Preussen. Det var dermed et av ni bispedømmer som eksisterte i De tyske riddernes ordensstat, som også var verdslig hersker i to tredjedeler av bispedømmet. Resten var formelt i biskopen av Kulms besittelse (utgjorde altså et høystift). I 1255 ble de prøyssiske bispedømmene lagt til Rīgaskirkeprovins. Bispesetet var opprinnelig Kulmsee (i dag Chełmża), men bispedømmet var oppkalt etter byen Kulm (Chełmno) resp. den gammelprøyssiske stammen chelmo, som Den tyske ridderorden hadde kristnet/beseiret. I 1257 ble bispesetet flyttet til Löbau (Lubawa).
Etter Den tyske ridderordenens nederlag i trettenårskrigen ble bispedømmets territorium i den andre freden i Thorn (1466) avstått til Polen. Samtidig ble bispedømmet på det kirkelige plan løst fra sin metropolitt i Rīga og lagt til kirkeprovinsen Gniezno. Bispedømmet unngikk derfor reformasjonen, da De tyske riddernes ordensstat ble oppløst og sekularisert i 1525. Den polske formen på bispedømmets navn var Chełmno bispedømme (Diecezja chełmińska).
1824 ble bispesetet flytta til Pelplin. Navneendringen til Pelplin bispedømme skjedde derimot først i 1992. Samtidig ble bispedømmet løst fra Gniezo erkebispedømme og lagt til Gdańsks kirkeprovins.
