Das Bistum Baie-Comeau wurde am 29. Mai 1882 durch PapstLeo XIII. aus Gebietsabtretungen des Bistums Rimouski als Apostolische Präfektur Sankt-Lorenz-Golf errichtet. Am 12. September 1905 wurde die Apostolische Präfektur Sankt-Lorenz-Golf durch Papst Leo XIII. zum Apostolischen Vikariat erhoben. Das Apostolische Vikariat Sankt-Lorenz-Golf gab am 13. Juli 1945 Teile seines Territoriums zur Gründung des Apostolischen Vikariates Labrador ab.
Am 24. November 1945 wurde das Apostolische Vikariat Sankt-Lorenz-Golf durch Papst Pius XII. zum Bistum erhoben. Das Bistum Sankt-Lorenz-Golf wurde am 29. Februar 1960 in Bistum Hauterive umbenannt. Am 14. Juli 1986 erfolgte die Umbenennung in Bistum Baie-Comeau. Teile des Gebietes des aufgelösten Bistums Labrador City-Schefferville wurden am 31. Mai 2007 an das Bistum Baie-Comeau angegliedert.
Das Bistum Baie-Comeau ist dem Erzbistum Rimouski als Suffraganbistum unterstellt.