Das Bistum San Juan Bautista de Calama wurde am 21. Juli 1965 aus Gebieten der Bistümer Antofagasta und Iquique als Territorialprälatur Calama gebildet. Am 28. Juni 1967 hat die Territorialprälatur vom Erzbistum La Serena zum Erzbistum Antofagasta als Metropolitan-Erzbistum gewechselt.
Die Territorialprälatur Calama wurde am 20. Februar 2010 durch PapstBenedikt XVI. zum Bistum erhoben und in Bistum San Juan Bautista de Calama umbenannt.