Com mais de 570 anos de existência, a diocese a que pertence o Santuário de Fátima é das mais recentes em termos onomásticos: de diocese de Leiria, designação que lhe foi dada pelo Papa Paulo III na Bula Pro excellenti, a 22 de maio de 1545, passou a diocese de Leiria-Fátima a 13 de maio de 1984.
A diocese, que tem por padroeiros Nossa Senhora de Fátima e Santo Agostinho, foi criada a pedido do rei D. João III.
Extinta por motivos políticos em 4 de setembro de 1882, foi restaurada por Bento XV com a Bula Quo vehementius, de 17 de janeiro de 1918, depois, portanto, das Aparições da Virgem Maria em Fátima (ocorridas entre maio e outubro de 1917).
Por decreto da Congregação dos Bispos, de 13 de maio de 1984, confirmado pela Bula Qua pietate, de João Paulo II, com a mesma data, foi dado à diocese o título de Leiria-Fátima.
Desde a sua restauração, em 1918, teve como bispos D. José Alves Correia da Silva, D. João Pereira Venâncio, D. Alberto Cosme do Amaral, D. Serafim de Sousa Ferreira e Silva e, desde 25 de junho de 2006, D. António Augusto dos Santos Marto.
Serviu também a diocese, como bispo auxiliar de D. João Pereira Venâncio, o bispo D. Domingos de Pinho Brandão.
Com cerca de 270.000 habitantes, a diocese tem 1.700 km2 e está dividida em 75 paróquias, pertencentes aos concelhos de Leiria, Marinha Grande, Batalha, Porto de Mós, Ourém e parte dos concelhos de Pombal, Alcanena e Alcobaça.
O clero da diocese de Leiria-Fátima é constituído por dois bispos (um dos quais, D. Serafim Ferreira e Silva, emérito) e 93 presbíteros diocesanos, seis presbíteros de outras dioceses e 11 religiosos. Dos padres diocesanos, oito prestam serviço fora da diocese.
A presença da vida consagrada na diocese inclui 15 institutos religiosos masculinos, 48 institutos religiosos femininos, três sociedades de vida apostólica, três institutos seculares e 52 comunidades de associações de fiéis. Vivem nestas comunidades religiosas cerca de 880 pessoas consagradas.
Na diocese de Leiria-Fátima há ainda 52 associações, movimentos e obras eclesiais de apostolado e espiritualidade.
São 45 as instituições de solidariedade social, incluindo os centros sociais paroquiais e as misericórdias, e 6 as escolas católicas.
Existem na diocese de Leiria-Fátima 48 órgãos de comunicação social, entre jornais, rádios, canais de televisão e boletins.