La diocesi del Nicaragua fu eretta il 26 febbraio 1531 da papa Clemente VII. L'erezione fu confermata il 3 novembre 1534 con la bollaAequum reputamus dello stesso papa Clemente VII, ricavandone il territorio dalla diocesi di Panamá (oggi arcidiocesi). Nei decenni successivi all'erezione il territorio della diocesi si ampliò con la giurisdizione sull'intera Costa Rica.
Il 28 febbraio 1850 cedette una porzione del suo territorio a vantaggio dell'erezione della diocesi di San José de Costa Rica (oggi arcidiocesi).
Il 2 dicembre 1913, in forza della bolla Quum iuxta apostolicum effatum[1] di papa Pio X, ha ceduto altre porzioni di territorio a vantaggio dell'erezione della diocesi di Granada, del vicariato apostolico di Bluefields (oggi diocesi) e dell'arcidiocesi di Managua, di cui divenne contestualmente suffraganea. Con la stessa bolla la diocesi ha assunto il nome attuale.
Il 17 dicembre 1962 ha ceduto un'ulteriore porzione territoriale a vantaggio dell'erezione della diocesi di Estelí.
Si omettono i periodi di sede vacante non superiori ai 2 anni o non storicamente accertati.
Diego Álvarez de Osorio † (20 aprile 1531 - maggio 1536 deceduto)
Francisco de Mendavia, O.S.H. † (3 agosto 1537 - 6 ottobre 1540 deceduto)
Antonio de Valdivieso, O.P. † (29 febbraio 1544 - 26 febbraio 1549 deceduto)
Fernando González de Bariodero † (18 dicembre 1555 - 2 maggio 1556 deceduto)
Lázaro Carrasco † (1556 - 20 novembre 1562 deceduto)
Luís de la Fuente (Fuentes) † (4 ottobre 1564 - dicembre 1566 deceduto)
Pedro Gómez (Fernández) de Córdoba, O.S.H. † (2 giugno 1568 - 18 giugno 1574 nominato vescovo di Santiago di Guatemala)
Antonio de Zayas, O.F.M. † (19 gennaio 1575 - 8 marzo 1582 dimesso)
Domingo de Ulloa, O.P. † (4 febbraio 1585 - 9 dicembre 1591 nominato vescovo di Popayán)
Jerónimo de Escobar, O.S.A. † (27 luglio 1592 - 19 marzo 1593 deceduto)
Alfonso de la Mota y Escobar † (31 marzo 1594 - 1595 dimesso[2]) (vescovo eletto)
Juan Antonio Díaz de Salcedo, O.F.M. † (28 luglio 1597 - 1603 deceduto)
Pedro de Villarreal † (22 ottobre 1603 - 1619 deceduto)
Benito Rodríguez de Valtodano (Baltodano) † (27 agosto 1620 - 1629 deceduto)
(LA) Bolla Aequum reputamus, in Francisco Javier Hernáez, Colección de bulas, breves y otros documentos relativos a la iglesia de América y Filipinas, vol. II, Bruselas, 1879, pp.102–104
