W 1821 bullą Studium paterni affectus, z dnia 20 września 1821, Pius VII erygował diecezję w Tyńcu. W granicach diecezji znalazły się cztery cyrkuły: bocheński, wadowicki, sądecki i tarnowski, wchodzące w skład Królestwa Galicji i Lodomerii. Diecezja liczyła 278 parafii zgrupowanych w 18 dekanatach. Biskup Grzegorz Ziegler rozpoczął starania, by przenieść stolicę biskupstwa do Tarnowa. Na mocy bulli Sedium episcopalium translationes Leona XII, z dnia 23 kwietnia 1826, stolicę diecezji przeniesiono z Tyńca do Tarnowa i diecezja otrzymała nazwę tarnowskiej. Przeniesiono również seminarium diecezjalne z Bochni. Gmach Seminarium Duchownego w Tarnowie otwarto 1 września 1838. Pół wieku później, 25 października 1888, w części budynku seminarium utworzono tarnowskie Muzeum Diecezjalne. W 1925 roku diecezję tarnowską przeniesiono z archidiecezji lwowskiej do nowo utworzonej archidiecezji krakowskiej.
W 1880, 1886, 1925 i 1992 roku zmieniały się granice diecezji tarnowskiej.