A Diocese de Três Lagoas (em latim: Dioecesis Trilacunensis) é uma circunscrição eclesiástica da Igreja Católica situada em Três Lagoas, no estado brasileiro de Mato Grosso do Sul. Foi erguida pelo Papa Paulo VI em 3 de janeiro de 1978, seguindo o rito romano, e está na dependência imediata da Arquidiocese de Campo Grande (unidade arquidiocesana desmembrada de Corumbá).
Apoiada pelas comunidades religiosas presentes em Três Lagoas, a diocese possui uma vasta rede de serviços de assistência social e de educação. A Diocese de Três Lagoas tem Sagrado Coração de Jesus como santo padroeiro.
Até 1957, em todo o Estado do Mato Grosso do Sul, que naquela época fazia parte do Mato Grosso, havia uma só Diocese, a de Corumbá. A Diocese de Três Lagoas foi fundada no dia 3 de janeiro de 1978, originária do desmembramento da Diocese de Campo Grande.
Desde maio de 2009 o bispo de Três Lagoas foi o prelado brasileiro José Moreira Bastos Neto que veio a falecer em 2014. Atualmente a diocese abrange um total de 10 cidades.
A Diocese de Três Lagoas compreende os 10 municípios da chamada "região do Bolsão" do Estado de Mato Grosso do Sul, no Brasil. Seu território é subdividido em 14 paróquias e duas foranias, abaixo listadas junto ao respectivo município:
A diocese termina o ano de 2010, contava com uma população de 268.441 habitantes, sendo 161.106 católicos, representando 60% da população.