Aunque formalmente no se estableció como una diócesis hasta el 8 de marzo del 1833, la historia católica del Detroit se remonta hasta el año 1701 cuando Antoine de la Mothe Cadillac guió a un grupo de comerciantes franceses, acompañados de 2 sacerdotes, a las orillas del río Detroit.
Ahí fundaron Santa Ana, la primera iglesia Católica en Detroit. Santa Ana continúa sirviendo a la comunidad, actualmente en su quinta ubicación cerca del puente Ambassador en la calle Howard. Entre el 1701 y 1833, la Iglesia Católica presenció el crecimiento de Michigan desde ser un puesto comercial francés a una colonia inglesa y finalmente en un territorio americano. El Padre Gabriel Richard - sacerdote, pionero y estadista - es generalmente conocido como el fundador de la diócesis, aunque no fue el primer obispo. El padre Richard trajo la primera imprenta a Michigan, y fue el cofundador de la Universidad de Michigan. El edificio de 10 pisos de la chancillería en la esquina de la avenida Michigan y el Boulevard Washington en el centro de Detroit está nombrado en su honor. Sus restos están enterados en una capilla especial en la parroquia de Santa Ana.
Cuando la Diócesis se estableció el 8 de marzo del 1833, su territorio incluía todo Michigan, Wisconsin, Minnesota, y las Dakotas al este del río Missisipi. Frederic Rese fue nombrado primer obispo de la nueva diócesis, y en los primeros años de su episcopado, once sacerdotes sirvieron en toda el área.
Cuando Michigan se convirtió en estado en 1837, el límite de la diócesis fue redefinido para coincidir con el del estado. Pedro Pablo Lefevere fue el obispo desde 1841, a través de la guerra civil, hasta 1869. Fue sucedido por el obispo Caspar Borguess quien se mantuvo como obispo de Detroit hasta el 1887. Durante los 47 años de cuidado de los obispos Lafevere y Borgess. La diócesis creció de 28 a 84 iglesias, de 12 a 60 escuelas, y la población católica incremento de menos de 75,000 a 116,200. Durante el mismo periodo, muchas comunidades religiosas vinieron a servir en la expansión de la diócesis. La Congregación de las Hermanas Siervas del Inmaculado Corazón de María, fue la primera comunidad en establecer residencia en la diócesis, en 1845.
De 1888 hasta 1918, el Obispo John Samuel Foley encabezó la diócesis. El fue el primer obispo de Detroit nacido en America y su episcopado de 30 años continua siendo el mas largo de la archidiócesis. La inmigración de Detroit durante este periodo fue muy fuerte, no sólo de Europa, pero también de America del Sur, para suplir las necesidades laborales de la rápida expansión de la industria automotriz. El Obispo Foley estableció la primera parroquia católica afroamericana, San Pedro Claver, en 1911, aunque ya capillas y misiones para católicos de raza negra habían existido a los finales de 1870. Michael James Gallegner, primer obispo diocesano de Detroit de 1918 a 1937, encabezó exitosas luchas contra las enmiendas constitucionales del estado de Michigan 1920 y 1024 que requeriría asistencia obligatoria a escuelas públicas para todos los niños y destruiría el bien establecido sistema católico escolar.
El Obispo Gallagher quiso fortalecer el sistema parroquial y la educación estableciendo normas para maestros y libros de texto, y una oficina central para la dirección de este esfuerzo educativo. El 22 de mayo de 1937, Detroit fue elevado a Arquidiócesis, y 4 días después Edward Francis Mooney fue nombrado su Arzobispo. En 1946, fue elevado al Colegio de Cardenales.
Además de sus actividades en la nueva arquidiócesis, el Cardenal Mooney mantuvo posiciones de liderazgo en la Conferencia Nacional Católica de Asistencia, precursora de la actual Conferencia Nacional de Obispos Católicos. El Cardenal Mooney murió en Roma esperando conclave que elegía al Papa Juan XVlll.
John Francias Dearden se convirtió en el Segundo arzobispo de Detroit en diciembre de 1958 y dirigió la archidiócesis hasta su retiro en 1980. Como Arzobispo, atendió todos las reuniones del segundo concilio vaticano segundo y jugo un papel significante en el desarrollo del los documentos conciliares.
En 1969 fue electo al Colegio de Cardenales, el Cardenal Dearden fue el primer presidente de la Conferencia de Obispos Católicos de los Estados Unidos.
Edmund Casimir Szoka fue instalado como Arzobispo de Detroit el 17 de mayo de 1981. Vino a Detroit de Gaylord, Michigan donde había sido el obispo fundador de esa diócesis. En 1988 fue elevado al Colegio de Cardenales. En enero de 1990, el Cardenal Szoka fue asignado por Su Santidad Juan Pablo II, como Presidente de la Prefectura para los Asuntos Económicos de la Santa Sede. El Cardenal Szoka dejo la Archidiócesis de Detroit en junio de 1990 para asumir sus nuevas responsabilidades en Roma. Fue asignado presidente de la Comisión Pontifica para la Ciudad del Vaticano en octubre de 1997.
Adam Joseph Maida, previo obispo de la diócesis de Green Bay, Wisconsin, fue instalado como el cuarto arzobispo el 12 de junio de 1990. El Arzobispo Maida trajo consigo una distinguida carrera administrativa con experiencia en ley civil y canónica. El 26 de noviembre de 1994, el Arzobispo Maida fue elevado al Colegio de Cardenales. El Cardenal Maida se retiró el 28 de enero del 2009.
El 5 de enero del 2009, el Papa Benedicto XVI nombró al Arzobispo Allen H. Vigneron como el quinto Arzobispo de Detroit. El Arzobispo Vigneron fue ordenado por la Arquidiócesis de Detroit en 1975, y fue ordenado obispo auxiliar de la arquidiócesis en 1996. In 2003, él fue nombrado Obispo de Oakland, California, donde sirvió hasta su regreso a Detroit.
