Lata 30. były okresem masowego zamykania i niszczenia cerkwi na terenie eparchii, większość pracujących w niej duchownych zostało aresztowanych. 29 lipca 1937 został rozstrzelany arcybiskup Sergiusz (Wasilkow). Formalnie zarządzającym eparchią był locum tenens tronu patriarszego Sergiusz (Stragorodski). W 1943, już po częściowej zmianie stosunku rządu stalinowskiego do Cerkwi, w eparchii zaczęła działać jedyna parafia, której świątynią była cerkiew Zaśnięcia Matki Bożej w Nowosybirsku. Na rzecz odbudowy sieci parafialnej działał nowy zwierzchnik eparchii, arcybiskup Bartłomiej (Gorodcow). 1 stycznia 1960 na jej terenie działało już 55 parafii w 5 dekanatach, obsługiwanych przez 95 kapłanów. Nowe zaostrzenie polityki państwa wobec Cerkwi sprawiło, że liczba ta spadła o prawie połowę w ciągu kolejnych lat i zaczęła wzrastać dopiero od lat 80. XX wieku. 1 stycznia 1990 na terenie eparchii działało 60 parafii. W 2010 było ich 132.
W grudniu 2011 Święty Synod Rosyjskiego Kościoła Prawosławnego wydzielił z terytorium eparchii nowosybirskiej i berdskiej trzy nowe administratury: eparchię iskitimską, karasucką i kaińską.