La Diócesis de Cabimas fue erigida el 23 de julio de 1965 por el Papa Pablo VI, mediante la Bula Christianae familiae, nombrando al Excmo. Mons. Constantino Maradei Donato como su primer Obispo y proclamando a la Parroquia Nuestra Señora del Rosario con el título de Iglesia Catedral, sede del Obispo e Iglesia Madre de todas las demás parroquias que comprende la Diócesis.
La Diócesis abarca todo el territorio de la sub-región Costa Oriental del Lago del Estado Zulia en Venezuela. Al momento de la creación de esta nueva Diócesis, se toma territorio de la Diócesis del Zulia (hoy Arquidiócesis de Maracaibo), que a su vez era sufragánea de la Arquidiócesis de Mérida. Luego de la elevación de la Diócesis del Zulia a Arquidiócesis de Maracaibo en 1966, la Diócesis de Cabimas comienza a formar parte de la provincia eclesiástica de Maracaibo.
Fueron propicias las creaciones de nuevas parroquias y de solicitudes a la Iglesia Española para el envío de sacerdotes y religiosos que atendieran las necesidades pastorales de los fieles en esta zona de la Costa Oriental, mientras Mons. Domingo Roa Pérez era Obispo del Zulia. Creándose así, la Diócesis de Cabimas con 17 parroquias y 29 sacerdotes.
Además, por el popular culto a Nuestra Señora del Rosario y a San Benito de Palermo a lo largo de todo el territorio diocesano, se proclaman como patronos de la Costa Oriental del Lago, aunque originalmente la Patrona de esta zona fuera Nuestra Señora del Rosario del Paraute de Las Morochas (Municipio Lagunillas), la cual es venerada desde su hallazgo en 1651.
En la actualidad, la Diócesis comprende siete municipios independientes del Estado Zulia, como lo son: Miranda, Santa Rita, Cabimas, Simón Bolívar, Lagunillas, Valmore Rodríguez y Baralt.
Por esta Iglesia particular de Cabimas han pastoreado al pueblo de Dios, seis obispos, que han caminado con la gente y se han sentido parte de la cultura de estos pueblos. El primer Obispo, Mons. Constantino Maradei, tomó posesión de la Diócesis el mismo día de su creación finalizando su período el 18 de noviembre de 1969 para ser enviado por Su Santidad a la Diócesis de Barcelona como su III Obispo. Seguidamente, Mons. Marco Tulio Ramírez Roa fue nombrado II Obispo de Cabimas el 31 de marzo de 1970, hasta el 26 de octubre de 1984, siendo el Obispo que más ha durado en el cargo en esta Diócesis. Le sucedió Mons. Roberto Lückert León, nombrado III Obispo de Cabimas el 27 de abril de 1985 hasta el 21 de julio de 1993 para ser enviado a la Diócesis de Coro como su IV Obispo. El 12 de marzo de 1994, Mons. Freddy Fuenmayor fue nombrado IV Obispo de Cabimas, cargo que ejerció hasta el 30 de diciembre de 2004 para ser nombrado V Obispo de Los Teques.
De modo más reciente, el 26 de julio de 2005, Mons. William Enrique Delgado fue nombrado V Obispo de Cabimas, ejerciendo el pastoreo de esta Iglesia local hasta su renuncia por motivos de salud el 14 de septiembre de 2018. Al quedar la sede vacante, el actual Obispo de Cabimas, Mons. Ángel Francisco Caraballo Fermín (Obispo Auxiliar de Maracaibo para la fecha y Administrador Apostólico Sede Plena), fue nombrado Administrador Apostólico de la Diócesis de Cabimas hasta el 29 de enero de 2019 cuando Su Santidad el Papa Francisco lo nombró VI Obispo de Cabimas.