Budowę kościoła pw. św. Stanisława Kostki w Łodzi rozpoczęto na początku XX w. Kamień węgielny pod nową świątynię wmurował arcybiskup warszawski Wincenty Chościak-Popiel 16 czerwca 1901 r. Uroczystej konsekracji świątyni, którą w 1920 r. podniesiono do rangi katedry, dokonał 15 października 1922 r. biskup łódzki Wincenty Tymieniecki. W 1924 r. w katedrze łódzkiej Jezus objawił się św. Faustynie Kowalskiej, nakazując jej, by udała się do Warszawy, gdzie wstąpi do zakonu. W czasie II wojny światowej katedrę zamknięto, ograbiono i zamieniono na składnicę wojskową. Zrabowano m.in. największy dzwon, "Zygmunt". Po wyzwoleniu spod niemieckiej okupacji katedrę przywrócono do użytku sakralnego i rozpoczęto jej remont. W maju 1971 r. w katedrze wybuchł pożar, który całkowicie zniszczył dach i naruszył sklepienia. Ocalały mury i wieża świątyni. Dzięki szybkiej odbudowie oddano ją do użytku wiernych już w grudniu 1972 r. W 1987 r. podczas IV pielgrzymki do Polski Jan Paweł II nawiedził łódzką katedrę. Dwa lata później nadał jej tytuł bazyliki mniejszej.


Diecezja łódzka została powołana w 1920 r. na mocy bulli Benedykta XV Christi Domini. Liczyła wówczas zaledwie 5 dekanatów. Jej pierwszym biskupem został Wincenty Tymieniecki. W 1925 r. Pius XI bullą Vixdum Poloniae unitas powiększył obszar diecezji. W 1992 r. Jan Paweł II bullą Totus Tuus Poloniae Populus ustanowił dotychczasową diecezję łódzką archidiecezją podległą bezpośrednio Stolicy Apostolskiej. Ordynariusz łódzki, Władysław Ziółek, został wyniesiony do godności arcybiskupa. W latach 1996-1998 w archidiecezji łódzkiej trwał III Synod Archidiecezjalny.
Obecnie w archidiecezji łódzkiej oprócz abp Władysława Ziółka pracują również bp Adam Lepa i bp Ireneusz Pękalski.