W 1171 r. biskup Gedeon ufundował na Wzgórzu Zamkowym w Kielcach kolegiatę pw. Wniebowzięcia NMP. Była to świątynia w stylu romańskim. Na przestrzeni wieków miały miejsce liczne przebudowy i rozbudowy. Dzięki nim kościół przyjął formę krzyża, którego poprzeczne ramiona stanowiły wieże z małymi bocznymi nawami. W 1728 roku kolegiatę połączono krytym przejściem z pałacem biskupim i kościołem Świętej Trójcy. W osiemsetlecie swego istnienia kościół otrzymał tytuł bazyliki mniejszej.
W katedrze kieleckiej odbiera cześć cudowny obraz Matki Bożej Łaskawej Kieleckiej, zwany też obrazem Matki Bożej Różańcowej.

W okresie przedrozbiorowym terytorium dzisiejszej diecezji kieleckiej należało do diecezji krakowskiej i archidiecezji gnieźnieńskiej. Po rozbiorach następowały częste zmiany granic politycznych, które pociągały za sobą reorganizację terytorialną Kościoła. Papież Pius VII bullą Indefessum personarum wydaną 13 czerwca 1805 roku powołał do istnienia diecezję kielecką. Faktyczne jednak ukonstytuowanie nowej diecezji z siedzibą biskupstwa w Kielcach miało miejsce dopiero 30 września 1807 roku. Papież Pius VII bullą Ex imposita Nobis z 30 czerwca 1818 roku - regulującą organizację kościelną w Królestwie Polskim - zniósł biskupstwo kieleckie, przenosząc siedzibę biskupią z Kielc do Sandomierza. Terytorium diecezji kieleckiej zostało wówczas podzielone i włączone do trzech sąsiednich diecezji: krakowskiej, lubelskiej i nowo utworzonej sandomierskiej.
Po powstaniu listopadowym car Mikołaj I pozbawił biskupa krakowskiego Karola Skórkowskiego wykonywania jurysdykcji kościelnej na terenie Królestwa Polskiego. Ukaz carski z 22 marca 1842 r. wprowadził nazwę "diecezja kielecko-krakowska" w odniesieniu do części diecezji krakowskiej położonej na terenie Królestwa Polskiego.
Dzięki staraniom administratorów apostolskich - najpierw ks. Majerczaka, a następnie ks. Kulińskiego - doszło do ponownego erygowania diecezji kieleckiej. Stało się to na mocy bulli papieża Leona XIII Ut primum catholicae Ecclesiae (z 22 grudnia 1882 r.). Następne zmiany w organizacji terytorialnej diecezji kieleckiej wprowadziła bulla papieża Piusa XI Vixdum Poloniae unitas, wydana 28 października 1925 roku. Na jej mocy została erygowana diecezja częstochowska, do której włączono część terenów diecezji kieleckiej. Ta sama bulla papieska włączyła dziesięć parafii biskupstwa kieleckiego do archidiecezji krakowskiej oraz dokonała zmiany granicy między diecezją kielecką i sandomierską.


25 marca 1992 r. św. Jan Paweł II bullą Totus Tuus Poloniae Populus zreorganizował struktury administracyjne Kościoła w Polsce. Diecezja kielecka liczy obecnie 33 dekanaty, obejmujące ponad 300 parafii. Jej patronami są św. Stanisław, biskup i męczennik, oraz bł. Wincenty Kadłubek, biskup. Ordynariuszem kieleckim jest bp Jan Piotrowski, pomagają mu bp Marian Florczyk i bp Andrzej Kaleta. W diecezji pracuje ok. 680 księży diecezjalnych i ok. 80 kapłanów zakonnych.

3 czerwca 1991 r. Kielce gościły św. Jana Pawła II. Po Mszy św. na lotnisku w Masłowie papież przypomniał obecność relikwii Krzyża Świętego na tych terenach:


Dziękuję Bożej Opatrzności, że mogłem sprawować Eucharystię tu, na ziemi Świętego Krzyża. Na tę ziemię chrześcijaństwo przyszło bardzo wcześnie. W prastarej Wiślicy książę Wiślan przyjął chrzest już w IX w. Ta ziemia została zaszczycona relikwią krzyża Chrystusowego już za czasów Bolesława Chrobrego.