Los orígenes de la Iglesia de Alcalá de Henares se remontan al siglo V, cuando Asturio, obispo de Toledo, encuentra en el «Campo Laudable» las reliquias de los Santos Niños Justo y Pastor, martirizados un siglo antes. Asturio ordena edificar allí un templo y establece en Complutum su sede episcopal. Así comienza la Diócesis de Complutum en la época romano-visigótica, que permaneció como tal hasta finales del siglo IX.
Tras un largo y laborioso trabajo, el cardenal-arzobispo de Madrid, Ángel Suquía Goicoechea, estimó oportuno pedir a la Santa Sede la desmembración de la extensa archidiócesis de Madrid-Alcalá.
El papa Juan Pablo II, de 23 de julio de 1991, se restaura la antigua diócesis de Complutum, poniendo la Sede en la Iglesia de los Santos Niños Justo y Pastor, que queda elevada al rango de Catedral.
El primer obispo de la restaurada Sede Complutense fue Manuel Ureña Pastor. El día 27 de abril de 1999 fue nombrado obispo Jesús E. Catalá Ibáñez, hasta entonces obispo auxiliar de la Archidiócesis de Valencia.
El día 7 de marzo de 2009, Benedicto XVI eligió Obispo de Alcalá de Henares a Juan Antonio Reig Pla, hasta entonces Obispo de Cartagena. El 1 de abril de 2023, el papa Francisco nombró obispo de Alcalá de Henares a Antonio Prieto Lucena, Vicario General y Moderador de la Curia de la Diócesis de Córdoba.
La diócesis pertenece a la provincia eclesiástica de Madrid.