La diocesi fu eretta nel IV secolo. Primo vescovo storicamente documentato è Santino, la cui firma si trova nel documento redatto nel 346 con il quale, nello pseudo-concilio di Colonia, un gruppo di vescovi fece sua la decisione del concilio di Sardica a favore di sant'Atanasio. Dopo di lui gli antichi cataloghi episcopali riportano una serie di vescovi conosciuti solo per le Gesta episcoporum Virdunensium (inizio del IX secolo); dopo di questi è noto il vescovo san Desiderato, che prese parte ai concili dell'Alvernia nel 535 e di Orléans nel 549.
A partire dall'inizio del X secolo Verdun e la sua diocesi entrarono a far parte del Sacro Romano Impero Germanico. Nel 997 l'imperatore Ottone III concesse ai vescovi di Verdun il titolo di principi-vescovi dell'Impero; tuttavia i vescovi cedettero l'amministrazione temporale del principato ecclesiastico ai conti di Verdun, funzione questa che col tempo divenne ereditaria. Il principato sopravvisse fino al 1552, quando fu occupato dalle truppe francesi, e in seguito annesso al regno francese con la pace di Vestfalia del 1648.
Si deve al vescovo Armand de Monchy d'Hocquincourt la fondazione del seminario diocesano; i corsi di teologia si aprirono nel palazzo episcopale nel mese di dicembre del 1678.
Nel giugno 1817 fra Santa Sede e governo francese fu stipulato un nuovo concordato, cui fece seguito il 27 luglio la bolla Commissa divinitus, con la quale il papa restaurava la sede di Verdun. Tuttavia, poiché il concordato non entrò in vigore in quanto non ratificato dal Parlamento di Parigi, questa erezione non ebbe effetto; di conseguenza il vescovo già nominato, Guillaume-Aubin de Villèle, non poté mai prendere possesso della sua sede.
La diocesi fu ristabilita definitivamente, come suffraganea dell'arcidiocesi di Besançon, il 6 ottobre 1822 con la bolla Paternae charitatis di papa Pio VII. L'antico territorio diocesano fu fatto coincidere con il territorio del dipartimento della Mosa; per questo furono cedute 15 parrocchie alla diocesi di Metz, ma contestualmente furono acquisite un alto numero di parrocchie dalle diocesi di Toul (199 parrocchie), Metz (12 parrocchie), Treviri (45 parrocchie), Reims (40 parrocchie) e Châlons (17 parrocchie). La nuova diocesi si trovò perciò notevolmente ingrandita rispetto a quella dell'ancien régime, raggiungendo la cifra di quasi 500 parrocchie.[3]
Papa Pio X con un breve del 19 dicembre 1906 concesse al vescovo di Verdun e ai suoi successori il privilegio di indossare il pallio.
Cronotassi dei vescovi
Si omettono i periodi di sede vacante non superiori ai 2 anni o non storicamente accertati.
^Una leggenda relativa a Dionigi di Parigi, identifica questo vescovo con l'omonimo vescovo di Meaux.
^Il canonico Bertario, autore delle Gesta episcoporum Virdunensium all'inizio del IX secolo, racconta che il vescovo Agerico nel VI secolo scoprì le tombe dei vescovi Mauro, Salvino e Aratore.
^Le tombe dei vescovi Policronio, Possessore e Firmino, vissuti nella seconda metà del V secolo e all'inizio del VI, furono scoperte all'epoca del vescovo Attone (IX secolo). Alcuni testi agiografici, identificano Firmino dei cataloghi episcopali con l'anonimo vescovo di Verdun che la vita di San Mesmino di Micy fa morire all'epoca di Clodoveo I (circa 502).
^Secondo Gallia christiana (coll. 1168-1169) sarebbe morto nel 621, benché nessun documento coevo confermi questa datazione; secondo Duchesne (p. 71) Ermenfredo e il successivo Godone potrebbero essere la stessa persona (dionimia). Sant’Ermenfredo sul portale colombaniano Saintcolumban.eu.
^Lo storico Bertario, nel IX secolo, conosce solo Ermenfredo, diretto successore di Carimiro, ma non Godone. Tuttavia nei concili del 627 e del 637/638 è menzionato il vescovo Godo. Duchesne ipotizza che si tratti dello stesso vescovo con un doppio nome; le altre fonti bibliografiche distinguono due vescovi diversi. Secondo Robinet (op. cit., p. 8) invece, titolare della sede sarebbe Ermenfredo, mentre Godone era un corevescovo.
^Secondo lo storico Bertario, ricevette da Carlo Martello due carte oggi perdute; da come ne parla Bertario, dovrebbero essere posteriori al 719.
^Bertario gli assegna 24 anni di episcopato, mentre Ugo di Flavigny solo 7.
^Secondo Gallia christiana, Berengario muore il 22 luglio 959; Gams pone la data della sua morte nel 960; secondo Robinet invece, dopo essersi dimesso dalla sede di Verdun, muore nel 967.
^Viene ordinato vescovo solo nel 1096; per sette anni rimase come semplice electus per aver aderito al partito dell'imperatore contro il papato; per questo fu anche scomunicato.
^Il 29 aprile 1482 Guillaume de Haraucourt fu nominato vescovo di Ventimiglia e Giovanni Nicolini fu nominato vescovo di Verdun. Ma le nomine non ebbero effetto e Guillaume de Haraucourt accettò invece Giovanni Nicolini, che fu nominato arcivescovo titolare di Atene, come vescovo coadiutore di Verdun. Alla morte di Guillaume de Haraucourt, Giovanni Nicolini rinunciò alla successione, in cambio di un vitalizio di 300 ducati. Vedi Eubel, Hierarchia catholica, vol. II, p. 269.
^Il 5 luglio 1830 fu confermato vescovo di Bayonne.