Le prime notizie sicure sul cristianesimo di Osimo risalgono agli inizi del IV . Negli Atti di sant’Antimo e nel Martirologio geronimiano troviamo che nel 304 caddero vittime della persecuzione di Diocleziano tre osimani: Fiorenzo, Diocleziano e Sisinio, quest’ultimo invero citato solo negli Atti. Quanto alla cronotassi episcopale, l’assenza di fonti e la prolungata vacanza della sede vescovile rendono difficile la ricostruzione fino all’anno Mille. Nessuna fonte menziona con certezza la data del primo episcopato osimano. Agli inizi del V . le fonti attestano l’episcopato di san Leopardo, la cui Vita lo fa contemporaneo di papa Innocenzo (401- 417). Il suo corpo si conserva tuttora nella cripta della cattedrale. A metà dell’VIII sec., presente al concilio romano del 743 fu il vescovo di Osimo san Vitaliano, come ricorda anche un epitaffio coevo murato nella cripta del duomo. Dall’anno Mille la cronotassi episcopale si fa più completa. Dal 1022 al 1057 fu vescovo Gislerio. Accusato di orrendi crimini, fu destinatario di una missiva di san Pier Damiani che lo sollecitava a un cambiamento di vita, di fatto poi avvenuto. In quegli stessi anni, il pontefice Leone IX dapprima consacrò la cattedrale di Osimo (1053), poi intervenne con una lettera diretta omnibus Auximanis clero et populo per sedare i tumulti popolari causati dalla lotta per le investiture. Il vescovo Gentile (1177-1205) brillò per le imponenti migliorie artistiche e strutturali apportate alla cattedrale e per la traslazione a Osimo del corpo dei martiri Vittore, Filippo e Corona. Le lotte tra guelfi e ghibellini agitarono la vita della città e per il suo appoggio a Federico II la sede episcopale di Osimo fu dapprima soppressa e accorpata alla vicina Recanati da Gregorio IX (1240); successivamente fu ripristinata da Urbano IV (1264) che ne affidò la guida a san Benvenuto Scotivoli. Originario di Ancona, questo vescovo fu autentico pastore, difensore dei diritti della Chiesa osimana e riformatore della vita religiosa. Nel XV . fu vescovo di Osimo Gaspare Zacchi, dotto segretario del cardinal Bessarione e di Pio II. Bernardino de Cupis (1547-1574) partecipò al concilio di Trento e fu il primo vescovo ad attuare la riforma tridentina in diocesi. Dal 1574 al 1639 la diocesi di Osimo fu guidata da pastori ricchi di fervore riformatore. Ciascuno di essi trascorse lunghi anni nel singolare clima postconciliare di Roma. Qui Cornelio Fermani, Teodosio Fiorenzi, Anton Maria Gallo e Agostino Galamini acquisirono vivaci stimoli pastorali e saggi criteri di governo. In particolare a Osimo il vescovo Galamini compì varie visite pastorali, celebrò tre sinodi e fu poi creato cardinale nel 1611. Nella seconda metà del Seicento fu vescovo il cardinale Bichi, nipote di Alessandro VII, grande realizzatore di opere e promotore della spiritualità dei padri filippini in Osimo. Nel XVIII . si distinsero il cardinale Michelangelo Conti, poi papa Innocenzo XIII, e il cardinale Filippo Spada, uomo di vasta cultura giuridica. Nel 1725 Benedetto XIII ripristinò la sede episcopale di Cingoli e la unì aeque principaliter a quella di Osimo. Nell’Ottocento i vescovi osimani furono a vario titolo coinvolti nelle vicende risorgimentali. Il cardinale Antonio Benvenuti fu esiliato dopo i moti del 1831; il cardinale Soglia Ceroni, giurista coltissimo apprezzato anche da Antonio Rosmini, fu insigne benefattore di Osimo e nel 1848 ministro degli Esteri di Pio IX; il cardinale Brunelli si distinse per la sua carità dopo la battaglia di Castelfidardo nel 1861. Negli ultimi anni dell’Ottocento fu vescovo Egidio Mauri, creato successivamente cardinale, sostenitore del movimento cattolico italiano postunitario. I drammi dei due conflitti mondiali incisero significativamente sulla vita della diocesi. Domenico Brizi, vescovo dal 1945 al 1964, fu l’ultimo titolare residente nella sede episcopale. Alla sua morte, Osimo venne affidata ad amministratori apostolici; successivamente, nel 1972, la sede ottenne nuovamente il titolo di diocesi indipendente unita ad personam con l’arcidiocesi di Ancona. Nel 1986, dopo ulteriori modifiche territoriali, Osimo fu unita definitivamente all’arcidiocesi di Ancona, da allora denominata di Ancona-Osimo.