Esta diocese foi criada no pontificado do Papa São Paulo VI, por meio da bula papal Votis et Precibus (Atendendo votos e preces), no dia 26 de maio de 1973, desmembrando-se da Diocese de Jacarezinho. A instalação da nova circunscrição eclesiástica ocorreu no dia 13 de outubro de 1973, juntamente com a entrada solene (posse) de seu primeiro bispo diocesano, Dom José Joaquim Gonçalves.[2]
No dia 6 de novembro de 1978, atendendo ao pedido de Dom José Joaquim Gonçalves, em Letras Apostólicas o Papa São João Paulo II concedeu aos fiéis da Diocese de Cornélio Procópio venerarem a Bem-Aventura Virgem Maria como padroeira diocesana sob o título "Imaculado Coração da Bem-Aventurada Virgem Maria".[3]