Seit der Spätantinke ist Worms als Bischofssitz belegt. Es erreichte im Früh- und Hochmittelalter seinen Höhepunkt an Macht und Einfluss. Lebensbeschreibungen der Bischöfe liegen ab Lupold (II.) von Scheinfeld, Bischof von Worms von 1195/1196 bis 1217, in kontinuierlicher Folge vor.
Achtzehn Bischöfe und Elekten leiteten die Diözese zwischen Hochmittelalter und Beginn des Abendländischen Schismas, von Lupold (II.) von Scheinfeld (1195/96–1217) bis zu Johann Schadland (1365–1371).
Vom Beginn des Abendländischen Schismas bis zum Vorabend der Reformation regierten zehn Bischöfe und Administratoren das Wormser Bistum, von Eckard von Ders (1371–1405) bis zu Reinhard von Rüppurr (1503–1524).
Angefangen mit Heinrich von der Pfalz (1524–1552) führten sieben Bischöfe das Wormser Bistum durch die Zeit der Reformation und der beginnenden Konfessionalisierung. Letzter dieser Reihe war Georg Anton von Rodenstein (1629–1652).
Die Reihe der Bischöfe setzte sich nach dem Dreißigjährigen Krieg fort. In jener Zeit übernahmen wiederholt Erzbischöfe aus Mainz und Trier das Bistum in Personalunion mit ihren Erzbistümern, bis schließlich die französische Eroberung und Säkularisation die Strukturen der Reichskirche auflösten: Ab 1797 besetzte Frankreich das linksrheinische Diözesangebiet. Nach dem Konkordat von 1801 wurden die Wormser Gebiete dem neuen Bistum Mainz zugeordnet, dessen Diözesangrenzen jenen des Départements du Mont-Tonnerre entsprach. Die rechtsrheinischen Gebiete des Bistums Worms bestanden zunächst als Vikariat Lampertheim weiter, bis sie 1827 zum Dekanat Bergstraße - und damit zum Bistum Mainz - kamen.