Un catalogo episcopale di Lucca, scoperto tra i manoscritti dell'archivio capitolare, riporta il nome di 15 vescovi. Di questi, sei vescovi sono riscontrabili anche in altre fonti: ciò rende plausibile l'autenticità storica anche degli altri nove. Tutti sono precedenti la metà del VII secolo: infatti il catalogo non menziona il vescovo Leto, che sottoscrisse il sinodo di Roma nel 649 e nemmeno il vescovo Eleuterio, presente ad un altro sinodo romano del 680.
Storicamente la più antica menzione di un vescovo di Lucca è quella di Maximus a Tuscia de Luca, che sottoscrisse gli atti del concilio di Sardica (circa 343). Le ricerche archeologiche attestano l'antichità della chiesa di Lucca, grazie agli scavi condotti sotto la basilica di Santa Reparata, che hanno portato in luce i resti di un battistero databile al IV secolo e di una basilica a tre navate risalente al V secolo.
Nel 683 fu consacrata la chiesa dedicata a san Frediano, eretta su un'altra più antica dedicata ai santi martiri Lorenzo, Vincenzo e Stefano. Nello stesso anno la chiesa fu affidata ai monaci guidati dall'abate Babbino. Verrà poi ricostruita nel XII secolo e consacrata da papa Eugenio III.
Con l'occupazione longobarda Lucca divenne sede di un importante ducato e negli anni successivi il territorio della diocesi fu notevolmente ampliato. Verso Sud infatti, attraverso il medio Valdarno, la giurisdizione dei vescovi di Lucca si spingeva in Valdera e Val d'Elsa e arrivava alla Maremma fino a Roselle, attuale Grosseto e, sul litorale, ai centri di Gualdo, Populonia e Monteverde; anche numerose proprietà abbaziali poste in territorio senese appartenevano alla giurisdizione lucchese. La diocesi di Lucca confinava ad est con la diocesi di Pistoia e Firenze; verso Sud toccava il Valdarno inferiore, la Val d´Elsa e la Val d´Era con i territori di Montopoli, Santa Croce sull'Arno, e Fucecchio, ed il castello di San Miniato al Tedesco; a nord con l'antica Luni e con la diocesi di Modena; ad ovest con la diocesi di Pisa. La più antica descrizione della diocesi risale al 1260 ed è contenuta nel Libellus extimi Lucane Dyocesis, documento che elenca tutte le chiese, i monasteri e i luoghi di culto con rendite, redatto in occasione della raccolta di una decima papale.
Tra il 1081 e il 1086 ebbe luogo lo scisma di Lucca, un episodio della lotta per le investiture. Sulla cattedra lucchese si installò lo scismatico Pietro, consacrato dall'antipapa Clemente III il 25 luglio 1081 grazie al supporto dell'imperatore Enrico IV di Franconia. Il vescovo Anselmo II nel 1081 abbandonò la città. Lo scisma perdurò fino che il vescovo Gottifredo, sostenuto dalla contessa Matilde di Canossa, poté rientrare in città, nell'ottobre del 1092.[2]
I vescovi di Lucca godevano dei titoli di principe del Sacro Romano Impero, conte palatino, conte di Diecimo, Piazza e Sala di Garfagnana. Nel 1726 la giurisdizione temporale sulle terre della cosiddetta Contea vescovile,[3] che i vescovi avevano per antichi privilegi imperiali fin dal Medioevo, fu venduta alla repubblica di Lucca[senza fonte].
Il 26 maggio 1754papa Benedetto XIV concesse alla repubblica di Lucca il privilegio, durante la vacanza della sede, di presentare una terna di nomi, dai quali i pontefici sceglievano poi i futuri nuovi arcivescovi. Il primo arcivescovo nominato con questa nuova procedura fu Giovanni Domenico Mansi, erudito e autore della Sacrorum Conciliorum Nova Amplissima Collectio.
Pio VI, il 18 luglio 1789, soddisfacendo alla richiesta di Pietro Leopoldo, granduca di Toscana, concesse a Pisa i vicariati di Barga e di Pietrasanta e la parrocchia di Ripafratta, mentre, a Lucca passarono sette parrocchie in precedenza di pertinenza pisana: Massaciuccoli, Bozzano, Balbano, Chiatri, Quiesa, Castiglioncello, Torre del Lago.
Papa Leone XII nel 1823 staccò da Lucca 41 parrocchie e 7 cure appartenenti al vicariato di Garfagnana e al priorato di Castiglione e le unì alla diocesi di Massa (oggi Massa Carrara-Pontremoli). Pio IX, il 17 dicembre 1853, unì alla diocesi di Massa le parrocchie del vicariato di Gallicano con Cardoso, Bolognana, Verni, Perpoli, Campo di Perpoli, Fiattone, Lupinaia, Treppignana, Riana.
Per ragioni pastorali nel 1955 la parrocchia di Palagnana passò dall'arcidiocesi di Pisa a quella di Lucca.
Nel 2021, su impulso dell'arcivescovo Paolo Giulietti, l'arcidiocesi ha avviato il progetto Lucensis: progetto pastorale di ecologia integrale volto alla riduzione dell'impatto ambientale delle attività diocesane e delle parrocchie, alla promozione di comunità energetiche rinnovabili e solidali e alla creazione di un modello di CERS replicabile.[5]
Cronotassi dei vescovi
Si omettono i periodi di sede vacante non superiori ai 2 anni o non storicamente accertati.
^Iacopo Fulgeri, Le scritture dei canonici lucchesi nei secoli, tesi AA. 2016/2017, p. 24
^I territori della contea comprendevano i paesi di Diecimo, Sesto, Aquilea, Santo Stefano, San Quirico, San Cassiano, San Lorenzo e San Michele di Moriano.
^Secondo Lanzoni (op. cit., pp. 594-595), questo vescovo, il cui nome compare in un'iscrizione del 1201, potrebbe essere lo stesso Valeriano del manoscritto dell'archivio capitolare, successore di san Frediano.
^Un Maximus a Tuscia de Luca era presente al concilio di Sardica (cfr. Lanzoni, p. 590).
^Un sanctus Theodorus episcopus lucanae civitatis è ricordato per la prima volta come contitolare della chiesa lucchese di San Donato nell'887 (cfr. Lanzoni, p. 590).
^Secondo Duchesne, è il vescovo della Tuscia Annonaria a cui scrisse una epistola papa Pelagio I (cfr. Lanzoni, p. 590).
^Tra Roberto e Opizzone, Eubel e Gams collocano Gualtero (menzionato nel 1209) e un R. eletto il 7 ottobre 1225, ed ignorano Ricciardo.
^Durante la vacanza della sede, la diocesi fu data in amministrazione al vescovo di Firenze e all'arcivescovo di Pisa (cfr. Eubel).
^La tradizione, accreditata anche da Eubel e Gams, menzionano un vescovo Paganello (I), collocato tra il 1269 ed il 1272; la cronotassi riportata dal sito web ufficiale dell'arcidiocesi, nega che questo vescovo sia mai esistito. Secondo questa fonte, Pietro Angiorello fu eletto dal capitolo nel 1269 e confermato dalla papa Gregorio X il 14 maggio 1272.
Boris Gombač, Atlante storico delle diocesi toscane, Sommacampagna (VR), Cierre Grafica, 2015; ISBN 978-88-98768-03-5 (p. 430).
Mariano Lallai, La Diocesi di Lucca, Prefazione di S.E. Mons. Benvenuto Italo Castellani Arcivescovo di Lucca, Parte III (Capitolo VII) di Giacomo Franchi - Mariano LallaiDa Luni a Massa Carrara - Pontremoli, il divenire di una Diocesi fra Toscana e Liguria dal IV al XXI secolo, Volumi I-II-III (Volumi VI-VII-VIII dell'opera generale), Modena - Aedes Muratoriana, Massa - Palazzo di S.Elisabetta, Massa, 2015; codice ISBN 978-88-940506-0-8-