Tên hành chính hiện nay là Buôn Ma Thuột, nghĩa là buôn làng của cha ông Thuột. Tên được giữ trong giáo quyền khi thành lập giáo phận là Ban Mê Thuột.

Đầu năm 1842, Đức cha Etienne Théodore Cuénot Thể, giám mục Đàng Trong, cử hai cha J.C. Miche Mịch, Duclos Lộ cùng thầy Micae Cuông tới vùng Tây Nguyên. Công việc thất bại nhưng đặt ra một định hướng và thầy Micae Cuông đã dùng chính mạng sống mình để minh chứng Tin Mừng Đức Kitô. Từ năm 1842-1846, Đức cha Thể liên tục sai linh mục, thầy giảng và tín hữu tìm đường lên Tây Nguyên qua ngả Quảng Nam, Quảng Ngãi, nhưng sự việc không dễ dàng.

Năm 1847, Cha Fontaine Khâm thuộc hội Thừa sai Paris (MEP) được phái lên sống với đồng bào M’nông gần Buôn Yeng Drôm, giữa Bandon và Đăkmil. Đây có lẽ là vị thừa sai đầu tiên đến truyền giáo trên miền Đăklăk.

Ngày 14-1-1932, Đức Piô XI quyết định thành lập giáo phận Kontum gồm ba tỉnh Kontum, Pleiku, Đăklăk và một phần lãnh thổ Attâpư thuộc Lào. Toà Thánh bổ nhiệm cha bề trên M. Jannin Phước làm giám mục tiên khởi giáo phận Kontum, hiệu toà Gadara. Ngày 29-1-1934, ngài đến kinh lý Buôn Ma Thuột - Đăklăk lần đầu tiên và tìm khu đất để lập họ đạo với số giáo dân khoảng 50 người, thuộc giáo xứ Plei Pơo (La Sơn, Pleiku), cha Ban làm quản xứ.

Ngày 11-5-1934, thầy giảng Phaolô Hiền được sai lên họ Buôn Ma Thuột để giúp đỡ giáo dân, ngày 15-8-1934, thầy Hiền và giáo dân lập nhà nguyện nhỏ đầu tiên ở Buôn Ma Thuột với mái tranh vách đất.

Ngày 30-3-1937, giáo họ Buôn Ma Thuột được nâng lên hàng giáo xứ, đây là giáo xứ đầu tiên tại Đăklăk do linh mục Phêrô Nguyễn Đắc Cẩn phục vụ.

Năm 1939-1940, hai cha Pierre Janningros và Pierre Romeuf Phương (giáo phận Quy Nhơn) lên đóng tại Buôn Ma Thuột, hai vị phục vụ thay cha Nguyễn Đắc Cẩn nghỉ hưu. Ngày 26-7-1942, cha Pierre Romeuf Phương được bổ nhiệm làm cha quản xứ Buôn Ma Thuột. Mùa Phục Sinh năm 1941, cha đã vận động mua một mẫu tây đất để cất nhà thờ xứ. Từ năm 1955, nhiều giáo xứ trên địa bàn Đăklăk, Quảng Đức, Phước Long được hình thành, nhất là cuộc di cư từ Bắc vào đây làm số giáo dân ngày càng thêm đông. Tháng 9-1956, cha Gioan Baotixita Trần Thanh Ngoạn được bổ nhiệm làm quản xứ Buôn Ma Thuột, ngài cùng giáo dân xây dựng nhà thờ Buôn Ma Thuột, hoàn thành vào tháng 4-1959, nhà thờ này trở thành nhà thờ chính toà giáo phận Ban Mê Thuột.

Ngày 22-6-1967, Đức Thánh Cha Phaolô VI ban Sắc chỉ Qui Dei Benignitate thiết lập giáo phận Ban Mê Thuột gồm 3 tỉnh: Đăklăk (1925), Quảng Đức (1959) và Phước Long (1957). Giáo phận mới trải rộng trên diện tích 21.723km2 với dân số 290.800 người, gồm: người Kinh, Thượng, Mường, Nùng, Thái. Cùng sắc chỉ, Đức Phaolô VI, bổ nhiệm cha Phêrô Nguyễn Huy Mai làm giám mục tiên khởi giáo phận. Ngài được tấn phong ngày 15-8-1967, tại Sài Gòn. Khi thành lập, giáo phận có 55 linh mục, 33 giáo xứ với 56.719 giáo dân.

Để phát triển việc truyền giáo và đào tạo linh mục, Đức cha đã mở Tiểu Chủng viện Phaolô Lê Bảo Tịnh năm 1968. Ngày 31-5-1969, hội dòng Chị Em Đức Maria Nữ Vương Hoà Bình được chính thức thành lập. Thập niên 1970 là thời kỳ chiến tranh khốc liệt, giáo dân vùng Bình Long, Phước Long, Quảng Trị, Đà Nẵng, Kontum tràn về Buôn Ma Thuột, trong đó có rất nhiều người Xtiêng, Xơ Đăng, M’nông. Giáo phận đã tích cực truyền giáo cho họ và nhiều ngàn người đã trở lại. Nhân dịp kỷ niệm 20 năm thành lập giáo phận, Đức cha đã cung hiến nhà thờ Buôn Ma Thuột ngày 22-6-1987. 

Năm 1981, Cha Giuse Trịnh Chính Trực được bổ nhiệm làm Giám mục Phó và ngài đã chính thức cai quản giáo phận từ năm 1990, sau khi Đức cha Nguyễn Huy Mai từ trần. Ngài đã âm thầm xây dựng giáo phận trong điều kiện thiếu thốn và khó khăn cả về tinh thần lẫn vật chất cho đến khi nghỉ hưu vào cuối năm 2000, nhường quyền cai quản giáo phận lại cho Đức cha Giuse Nguyễn Tích Đức. Đức cha Giuse Nguyễn Tích Đức về hưu năm 2006 tại Toà Giám mục và qua đời ngày 23-5-2011.

Năm 2000, Toà Thánh chấp thuận cho Đức cha Giuse Trịnh Chính Trực nghỉ hưu vì tuổi cao sức yếu. Việc cai quản giáo phận được trao cho Đức cha Phó Giuse Nguyễn Tích Đức, từ ngày 29-11-2000.

Ngày 17-5-2006, Đức cha Giuse Nguyễn Tích Đức được Toà Thánh chấp thuận cho từ chức theo đơn xin. Đức cha Phaolô Nguyễn Văn Hoà của GP. Nha Trang được chỉ định làm Giám quản Giáo phận. 

Ngày 21-2-2009, Cha Vinh Sơn Nguyễn Văn Bản được Toà Thánh bổ nhiệm làm Giám mục Chính toà GP. Ban Mê Thuột.