Katedra gorzowska p.w. Najświętszej Maryi Panny powstała pod koniec XIII w. W 1537 r. kościół został przejęty przez luteran. Potem wrócił do katolików. 12 września 1945 został poświęcony z przeznaczeniem na przyszłą katedrę. 9 września 1962 roku, bp Wilhelm Pluta konsekrował go na katedrę diecezji gorzowskiej.

Po II wojnie światowej, wraz z ustaleniami dotyczącymi nowych granic Polski, nastąpiły zmiany w strukturze polskiego Kościoła. W lipcu 1945 r. Stolica Apostolska udzieliła ówczesnemu Prymasowi Polski, kard. Augustynowi Hlondowi, uprawnień do organizowania życia Kościoła w Polsce. Dekretem z 15 sierpnia 1945 r. ustanowił on m.in. Administrację Apostolską w Gorzowie Wielkopolskim. Na jej czele stanął ks. dr Edmund Nowicki. Nowa Administracja objęła obszar prawie 1/7 Polski. 28 czerwca 1972 roku papież Paweł VI bullą Episcoporum Poloniae zreorganizował struktury kościelne, tworząc diecezję gorzowską z siedzibą w Gorzowie Wielkopolskim, należącą do metropolii wrocławskiej. Pierwszym biskupem nowej diecezji został bp Wilhelm Pluta.




Kolejne ważne zmiany w strukturze Kościoła w Polsce przyniosła dopiero bulla Totus Tuus Poloniæ Jana Pawła II z 25 marca 1992 r. Diecezja gorzowska otrzymała nazwę zielonogórsko-gorzowskiej, a jej stolicę przeniesiono do Zielonej Góry. Obecnie ordynariuszem zielonogórsko-gorzowskim jest bp Stefan Regmunt, pomagają mu biskup pomocniczy Paweł Socha CM i biskup senior Adam Dyczkowski. W 1997 r. diecezję nawiedził Jan Paweł II.