La Diócesis de Bilbao abarca la autonomía de Vizcaya a excepción del enclave de Orduña que pertenece a la Diócesis de Vitoria, y el municipio de Villaverde de Trucíos que, aunque forma parte de Cantabria, está integrado en la Diócesis bilbaína.
El nombre latino de la diócesis es el de ”Dioecesis Flaviobrigensis”, según consta en la Bula de erección de la Diócesis de fecha 2 de noviembre de 1949. Está dividida territorialmente en 7 vicarías, atendidas por 6 vicarios territoriales. En cada vicaría, las parroquias se agrupan en circunscripciones territoriales, tradicionalmente denominadas arciprestazgos y que en esta diócesis se denominan sectores y unidades pastorales.
En la actualidad hay 291 parroquias, más 24 anejas, que están encuadradas en 17 sectores pastorales y 25 unidades pastorales.
El obispo es Joseba Segura Etxezarraga, que fue primero nombrado Obispo Auxiliar el 12 de febrero de 2019. Fue nombrado Obispo electo de Bilbao el 11 de mayo de 2021 y tomó posesión el 3 de julio de 2021.
La Diócesis de Bilbao forma parte de la Provincia eclesiástica de Burgos.