W ciągu swojej długiej już historii diecezja przechodziła wiele przeobrażeń, co widać najlepiej, gdy przyjrzy się jej terytorium i granicom.
1. Diecezja kruszwicka
Ponieważ diecezja w Kruszwicy nie była w prostej linii następczynią diecezji w Kołobrzegu, stąd, dziedzicząc wiele po niej, jednak nie w pełni pokrywała się z jej granicami. Objęła Pomorze, ale z pewnością tylko jego część wschodnią, a więc Pomorze Gdańskie. Część Pomorza położona bardziej na zachód pewnie włączono do archidiecezji gnieźnieńskiej. Drugą część składową stanowiły Kujawy, których sercem poniekąd była nowa stolica diecezji, a więc Kruszwica. Możliwe, że Włocławek i jego okolice przez pewien czas mogły leżeć w granicach diecezji płockiej, gdy ta powstała w czasach Bolesława Śmiałego. Bliższe określenie granic z braku źródeł nie jest możliwe.
2. Diecezja kujawsko-pomorska
Diecezja włocławska, pozostająca zasadniczo w granicach diecezji kruszwickiej, obejmowała swoim zasięgiem Kujawy z Kruszwicą i Inowrocławiem, ciągnęła się wzdłuż lewego brzegu Wisły aż po Bałtyk, obejmując Gdańsk i Lębork. Kujawy podzielono na dwa archidiakonaty z siedzibami we Włocławku i w Kruszwicy, natomiast pomorska część tworzyła osobny archidiakonat.
Zdaje się, że przeniesienie stolicy na nowe miejsce nie zostało entuzjastycznie przyjęte przez samych biskupów kujawskich. Wprawdzie Włocławek stanowił ośrodek politycznie znacznie ważniejszy, ale tradycja kościelna Kruszwicy posiadała większą wymowę. Może już pierwsi biskupi włocławscy rozumieli, że przyjdzie im niejednokrotnie rywalizować z księciem o władanie nad nową stolicą diecezji. Ponadto posiadali oni w Kruszwicy piękny kościół Św. Piotra i dwie kapituły. We Włocławku trzeba było wszystko budować od podstaw. Te względy więc, głównie natury psychologicznej, tłumaczą najprościej, dlaczego tak długo biskupi prawnie erygowanej w 1123 r. diecezji z siedzibą we Włocławku ciążyli ku Kruszwicy.
Terytorium w ciągu wieków istnienia tej fazy diecezji (do 1818 r.) ulegało kilkakrotnie zmianom. Chronologicznie najstarsze zmiany, a raczej straty terytorialne, nastąpiły już w XIII w., a spowodowane zostały nieprzyjazną polityką Krzyżaków. Bo to oni sprawili, że już w 1252 r. biskup sambijski Tetward zajął bezprawnie niektóre tereny położone w rejonie Mierzei Wiślanej, na co skarżył się biskup Michał przed sądem legata papieskiego Hugona. W kilkanaście lat później biskup Wolimir znowu musiał upominać się o zwrot przez biskupa pomezańskiego parafii w rejonie Żuław i niektórych leżących po wschodniej stronie Wisły. Wyroków tych sądów legackich nie znamy, ale można przypuszczać, że wpływy krzyżackie sprawiły, iż były one niekorzystne dla diecezji włocławskiej. Za sprawą tychże Krzyżaków diecezja utraciła też na rzecz diecezji kamieńskiej rozległe parafie w Bytowie i Tuchomiu, pomimo przychylnego, na korzyść biskupa Macieja Gołańczewskiego, wyroku Stolicy Apostolskiej. Wprawdzie spór toczył się dalej, a nawet ma początku XVI w. parafie te podlegały faktycznie zwierzchnictwu biskupa włocławskiego, ale postępy protestantyzacji na tym terenie sprawiły, że niebawem parafie te znalazły się poza granicami diecezji kujawskiej i pomorskiej.
Korzystny dla diecezji okazał się spór z diecezją płocką. Ponieważ nie znany dokładnego opisu granic diecezji, trudno opowiedzieć się zdecydowanie, po której stronie była racja, gdy na początku XIV w. spierali się biskupi z Włocławka i Płocka o parafie leżące naprzeciwko Włocławka, po przeciwnej stronie rzeki Wisły. Chodziło o parafie w Szpetalu, Bobrownikach i Przypuście. Jednakże sąd rozjemczy, w osobach arcybiskupa gnieźnieńskiego Janisława i biskupa poznańskiego Domarata, przyznał leżące po prawej stronie rzeki parafie w Szpetalu, Bobrownikach i częściowo parafię Przypust biskupstwu włocławskiemu, co w 1327 r. zatwierdził papież Jan XXII.
Znacznie później, bo w 1444 r., układali się biskupi płocki i włocławski o wsie graniczne należące po stronie włocławskiej do parafii w Białotarsku, zaś po stronie płockiej do parafii w Sokołowie.
Biskupi włocławscy posiadali rozległe dobra nad Drwęcą w ziemi dobrzyńskiej i diecezji włocławskiej. Znajdowały się ona w parafiach Ciechocin, Nowogród i Dobrzejewice z filią w Złotorii. Za zgodą kapituł obydwóch diecezji, rodzeni bracia Łubieńscy, Maciej - włocławski i Stanisław - płocki, porozumieli się i wspomniane parafie także pod względem kościelnym zostały poddane biskupom włocławskim, co także potwierdziła Stolica Apostolska. Te nowo nabyte przez diecezję parafie, wespół z poprzednio wspomnianymi parafiami leżącymi po prawej stronie rzeki Wisły, tworzyły osobny zawiślański dekanat bobrownicki. Podobna sytuacja była w Wolborzu i okolicznych parafiach, położonych wprawdzie w archidiecezji gnieźnieńskiej, ale należących do uposażenia biskupów kujawskich. A wielu spośród biskupów włocławskich cześciej rezydowało w Wolborzu aniżeli we Włocławku. Częściowo było to uzasadnione, ponieważ biskupi, zajęci także sprawami państwowymi, mieli bliżej z Wolborza do Krakowa, Warszawy, Radomia czy Piotrkowa (Trybunalskiego). Ponieważ nie mieli w swojej rezydencji jurysdykcji kościelnej, sprawiało to często istotną niedogodność. Aby temu zaradzić, dwaj biskupi włocławscy, najpierw Antoni Sebastian Dembowski, a potem jego następca, Antoni Kazimierz Ostrowski, porozumieli się z arcybiskupem gnieźnieńskim Władysławem Łubieńskim. Mocą tego porozumienia w zamian za Wolbórz z kolegiatą i okoliczne parafie, które zostały przyłączone kanonicznie do diecezji włocławskiej, ta ostatnia oddała archidiecezji gnieźnieńskiej parafie pograniczne od Bydgoszczy począwszy do Modzerowa. Zmianę tę zatwierdziła Stolica Apostolska. Tak więc diecezja powiększyła się o jeden dekanat wolborski, należący najpierw do archidiakonatu kruszwickiego, a potem włączony do archidiakonatu włocławskiego. Ta ostatnia zmiana jednak nie była tak ważna, wobec rychłych zmian w organizacji diecezji dokonanych po rozbiorach Polski.
3. Diecezja kujawsko-kaliska
Ze zmian w 1818 r. diecezja nasza wyszła obronną ręką, ponieważ nie sprawdziły się pogłoski o możliwości jej zniesienia. Możliwe, że była w tym zasługa nowego metropolity warszawskiego, a dawnego biskupa włocławskiego, Franciszka Malczewskiego, który był wykonawcą bulli cyrkumskrypcyjnej i on ustalił ostateczne rozgraniczenie diecezji w Królestwie Polskim. Ale była to już zupełnie inna diecezja. Tylko Włocławek, gdzie pozostała katedra i kapituła katedralna oraz seminarium, stanowił łączność z dawną diecezją. Z dawnej pozostało tylko 75 parafii. Cały bowiem dawny archidiakonat pomorski, większość archidiakonatu kruszwickiego, parafie zawiślańskie i część dekanatu wolborskiego zostały od diecezji odłączone. Przeważająca większość terytorium obecnej diecezji, bo 273 parafie zostały przyłączone z historycznej archidiecezji gnieźnieńskiej, 11 parafii przyłączono z diecezji wrocławskiej, z których 10 należało przed zmianami do diecezji krakowskiej. Wreszcie trzy parafie pochodziły z diecezji poznańskiej. Przy diecezji pozostała, przyłączona już w 1800 r., parafia w Duninowie.
Podczas istnienia tej fazy diecezji, nie zanotowano żadnych zmian terytorialnych. Jednak oczywistym się stawało, że takowe nastąpić muszą, jeżeli warunki polityczne na to zezwolą, ponieważ diecezja była olbrzymia, zwłaszcza terytorialnie.
4. Diecezja włocławska
Odzyskanie przez Polskę niepodległości w 1918 r. stworzyło możliwość sensownego podziału administracji kościelnej, celem ułatwienia duszpasterstwa. Łączyło się to z koniecznością utworzenia nowych diecezji. Oczywistym było, że odbędzie się to kosztem diecezji kujawsko-kaliskiej. W grę wchodziło oddanie części parafii do utworzonej już w 1920 r. diecezji łódzkiej oraz do projektowanej diecezji częstochowskiej i kaliskiej. Projekty tych zmian przedstawiali biskupi polscy. Biskup włocławski Stanisław Zdzitowiecki proponował, aby diecezja składała się teraz tylko z 10 dekanatów dawnego biskupstwa kujawsko-kaliskiego (Włocławek, Brześć Kujawski, Chodecz, Nieszawa, Piotrków Kujawski, Radziejów, Izbica Kujawska, Koło, Konin i Tuliszków), trzech dekanatów zawiślańskich z diecezji płockiej (Dobrzyń nad Wisłą, Lipno i Mazowsze), dwóch dekanatów z archidiecezji gnieźnieńskiej (Gniewkowo i Kruszwica) oraz z dekanatu kłodawskiego z archidiecezji warszawskiej. Inni biskupi mieli odmienną wizję nowego urządzenia diecezji polskich.
Ostatecznie dopiero w 1925 r., po długich debatach przedstawiono projekt Propositum delimitationis. Według tych danych Stolica Apostolska wydała nową bullę cyrkumskrypcyjną, Ex imposita Nobis, która przywróciła dawną nazwę "diecezja włocławska", ale równocześnie bardzo zmieniła granice, odłączając szereg parafii do diecezji łódzkiej i częstochowskiej. Diecezja częstochowska otrzymała dekanaty: częstochowski, kłobucki, mstowski, brzeźnicki, gidelski, radomskowski, gorzkowicki, bolesławiecki, praszkowski, wieluński, wieruszowski oraz parafię Grzymalina Wola z dekanatu bełchatowskiego. Razem czyniło to 123 parafie, 157 kapłanów i 556.310 wiernych. Do diecezji łódzkiej przeszły dekanaty: bełchatowski, piotrkowski, tuszyński, łaski, pabianicki, widawski oraz parafie w Bałdrzychowie i Wartkowicach z dekanatu uniejowskiego. Uczyniło to razem 50 parafii, 58 kapłanów i 255.093 wiernych. Ponadto do diecezji płockiej wróciła parafia w Duninowie z jednym kapłanem i 4.130 wiernymi.
Do diecezji włączono dekanat lipnowski i mazowiecki z diecezji płockiej z 21 parafiami, 19 kapłanami i 53.449 wiernymi oraz dekanat kłodawski z diecezji łódzkiej z 8 parafiami, 10 kapłanami i 32.094 wiernymi.
Taki stan terytorialny przetrwał do 1992 r., kiedy to papież Jan Paweł II, bullą Totus Tuus Poloniae populus z dnia 25 marca 1992 r., dokonał ponownej reorganizacji sieci metropolii i diecezji w Polsce. Diecezja włocławska pozostała, jako jedyna, diecezją sufragalną metropolii gnieźnieńskiej, ale została bardzo zmniejszona, ponieważ sześć jej dekanatów, a mianowicie błaszkowski z 9 parafiami, kaliski I z 11 parafiami, kaliski II z 7 parafiami, koźminkowski z 9 parafiami, stawiszyński z 10 parafiami i złoczewski z 10 parafiami zostały w łączone do nowo powstałej diecezji kaliskiej.
Nie była to jednak ostatnia zmiana granic diecezji. Uzupełniając poniekąd założenia poprzedniej bulli cyrkumskrypcyjnej, Ojciec Święty postanowił powołać w Polsce jeszcze dwie nowe diecezje. Jedną z nich jest diecezja bydgoska, utworzona w przeważającej części z terenów należących do archidiecezji gnieźnieńskiej. Ponieważ ta ostatnia oddała na rzecz nowej diecezji aż 12 dekanatów, dla pewnego wyrównania strat oddano jej z diecezji włocławskiej cztery dekanaty, a mianowicie dekanat Golina, tyle że bez parafii Kazimierz Biskupi i klasztoru kamedułów w Bieniszewie, oraz dekanaty Kleczew, Słupca i Zagórów, co razem stanowiło 27 parafii.
Oby już więcej zmian nie było, bo historycznie jedna z największych polskich diecezji, diecezja włocławska stała się jedną z mniejszych.
