История епархии начинается с 1764 года, когда в составе Новгородской епархии была образована викарная Олонецкая кафедра. Архиереи именовались викариями Олонецкими и Каргопольскими (кафедра находилась в Александро-Свирском Свято-Троицком монастыре). Викариатству подчинялись приходы Олонецкого, Каргопольского, Устюженского уездов, Ясенецкого и Красновского заказов.
5 октября 1798 году указом императора Павла I, после ликвидации Олонецкой губернии, приходы Петрозаводского, Олонецкого, Каргопольского, Вытегорского, Пудожского уездов перешли в состав Новгородской епархии (это отразилось в наименовании ее правящего архиерея, который в 1799—1800 и 1818 гг., когда не управлял одновременно и Санкт-Петербургской епархией, имел наименование «Новгородский
и Олонецкий»). Они находились в ведении викарного епископа Старорусского, кафедра которого была в Хутынском монастыре. В 1801 г. Олонецкая губерния была восстановлена, с включением в её состав Повенецкого уезда.
22 мая 1828 году была образована отдельная Олонецкая епархия
с кафедрой епископа в Петрозаводске. Действовал также коллегиальный орган управления при епископе — Олонецкая духовная консистория.
Кафедра Олонецкого и Петрозаводского епископа изначально находилась в Соборе во имя святых первоверховных апостолов Петра
и Павла, в 1872 г. кафедра перенесена в новопостроенный Собор во имя Сошествия Святого Духа. В 1929 году кафедральный собор был закрыт.
Тихвинская кафедра была учреждена как викариатство Новгородской епархии в 1907 году. Резиденцией епископов Тихвинских до 1921 года служил Хутынский монастырь под Новгородом.
Первым викарным епископом Тихвинским в 1907 году стал преосвященный Феодосий (Феодосиев), но пробыл на викариатстве недолго. 15 февраля 1908 года он был назначен правящим архиереем на Смоленскую кафедру.
14 марта 1908 года последовал указ Святейшего Правительствующего Синода о переводе в Тихвин из Киото (Япония) заместителя начальника Российской Духовной миссии преосвященного епископа Киотского Андроника (Никольского). Так владыка Андроник, будущий священномученик, стал викарным епископом Тихвинским. На Новгородской земле он прослужил до 8 марта 1913 года, пока не был переведён правящим архиереем на Пермскую кафедру, где в июне 1918 года принял мученическую кончину. Святитель и священномученик Андроник не только совершал богослужения в городе Тихвине, он также прославился как ревностный проповедник истины Христовой.
Сохранились архивные документы о посещении им арестантов Тихвинской тюрьмы с целью проведения там духовных бесед.
28 апреля 1913 года в Новгородском Софийском соборе была совершена архиерейская хиротония нового Тихвинского викария – епископа Алексия (Симанского), которому Промыслом Божиим спустя десятилетия было суждено стать Патриархом Московским и всея Руси. На Тихвинском викариатстве владыка Алексий прослужил восемь лет. В «Новгородских епархиальных ведомостях» за 1913 год сохранилось подробное описание торжественного богослужения в Тихвине 14–15 сентября 1913 года по случаю 300-летия победы тихвинцев над шведскими захватчиками
в знаменитом Тихвинском осадном сидении. Эти торжества возглавил епископ Алексий (Симанский).
22 июня 1917 года, в годы Первой мировой войны и разрастающейся революции, епископ Алексий (Симанский) совершил Божественную литургию в Успенском соборе Тихвинского Богородицкого монастыря в сослужении второго Новгородского викария – Преосвященнейшего Варсонофия (Лебедева), епископа Кирилловского. Владыка Варсонофий вскоре принял мученическую кончину от богоборцев, а Преосвященнейший Алексий (Симанский), нося титул епископа Тихвинского и первого викария Новгородской митрополии, прослужил на Новгородской земле до февраля 1921 года, когда был назначен епископом Ямбургским – первым викарием Петроградской архиерейской кафедры.
11 ноября 1923 года в Москве святитель Тихон (Белавин), Святейший Патриарх Московский всея Руси, хиротонисал во епископа Тихвинского настоятеля Тихвинского Большого монастыря архимандрита Антония (Демьянского). Этот замечательный владыка происходил из белого духовенства Старой Русы. Овдовев, он принял монашество, некоторое время служил иеромонахом в Новгородском Юрьевском монастыре, а 8 августа 1913 года был возведен в сан архимандрита с назначением настоятелем Тихвинского Успенского монастыря. На долю владыки Антония пришелся главный удар богоборческой власти, начавшей в Тихвинской Успенской обители реквизицию церковных ценностей. Однако, несмотря на все происки безбожников, Тихвинскую Чудотворную икону удалось спасти. Епископ Антоний (Демянский) в сентябре 1924 года был арестован Череповецким ОГПУ. Скончался он в ссылке (в с. Передки Боровичского уезда Новгородской губернии) около 1930 года. Он также получил известность как неутомимый борец с обновленческим расколом.
2 сентября 1926 года по возвращении из ссылки на Тихвинское викариатство, но уже в сане архиепископа, вновь назначается владыка Алексий (Симанский). Однако в том же году он становится архиепископом Хутынским. При этом на Тихвинское викариатство долгое время не поставлялся ни один архиерей. Вероятно, это было связано с узурпацией титула епископов Тихвинских раскольниками-обновленцами.
Тихвинская кафедра была возрождена в 1960-х, как викариатство Ленинградской епархии.
На заседании Священного Синода Русской Православной Церкви, состоявшемся 12 марта 2013 года, был заслушан доклад митрополита Санкт-Петербургского и Ладожского Владимира, выступившего с предложением образовать новые епархии на территории Ленинградской области.
Обращаясь к Святейшему Патриарху Кириллу и членам Священного Синода, митрополит Владимир, в частности, отметил: «Санкт-Петербургская епархия является одной из крупнейших в Русской Православной Церкви. Она включает в себя две административные единицы Российской Федерации: город Санкт-Петербург и Ленинградскую область. Поскольку Санкт-Петербург — крупный административный и культурный центр, деятельность правящего архиерея по взаимодействию с государственными и общественными структурами носит особо интенсивный характер. Современная церковная жизнь требует развития миссионерского, благотворительного, молодежного, катехизического, просветительского и социального служения, также повышенного внимания и контроля со стороны правящего архиерея за постоянно увеличивающимся числом приходов и монастырей, в том числе и над удаленными приходами и монастырями, располагающимися на территории Ленинградской области. В связи с этим прошу Ваше Святейшество и Священный Синод образовать три новых епархии, выделив их из состава Санкт-Петербургской епархии».
Решением Священного синода Русской Православной Церкви в административных границах Бокситогорского, Волховского, Киришского, Кировского, Лодейнопольского, Подпорожского и Тихвинского районов Ленинградской области была образована Тихвинская епархия, с выделением ее территории из состава Санкт-Петербургской епархии и включением в состав новообразованной Санкт-Петербургской митрополии. Епископом Тихвинским и Лодейнопольским определено быть Епископу Мстиславу (Дячине).
