Numerose furono le vicende religiose che in esse si svolsero nel corso del Medioevo. Il territorio della Chiesa di Nepi, ad esempio, conobbe una notevole fioritura di comunità monastiche prebenedettine e, successivamente, benedettine, precedute dai numerosi insediamenti eremitici della valle Suppentonia, come si ricava dai Dialoghi di Gregorio Magno. Nel territorio civitonico sorsero, invece, gli importanti monasteri del monte Soratte (di origine carolingia) e grandi abbazie territoriali come quella di Sant’Andrea in Flumine nella valle del Tevere. Mentre fecero sentire la loro forte influenza politico-religiosa altri grandi complessi abbaziali come Farfa o le abbazie romane delle Tre fontane e di San Paolo. Più tardi, fra il XII e il XIV secolo, furono i cistercensi, insediatisi nella preesistente chiesa di Santa Maria di Falleri, a far giungere alle porte di Roma le innovazioni del monachesimo d’Oltralpe. Anche per gli ordini mendicanti, e in particolare per i francescani, il territorio diventerà un luogo di precoce insediamento. Lo stesso san Francesco soggiornò a Orte per quindici giorni e vi fondò il primo convento della Regione Romana. Alle origini del movimento francescano risale il convento di Civita Castellana, edificato quando il santo era ancora in vita o nei primi anni successivi alla sua morte. Non mancò neanche la presenza dei movimenti eterodossi o ereticali. A Orte, ad esempio, nel XIII secolo fece la sua comparsa il movimento patarino e nel 1457 vi sono segnalati i “fraticelli dell'opinione”.

Dal punto di vista politico il territorio dell’attuale Diocesi, stabilmente inserite nella provincia pontificia del Patrimonio di San Pietro, subì l’influenza diretta della Sede Apostolica, fin da quando i pontefici Zaccaria e Adriano I, fra l’VIII e il IX secolo, vi creeranno alcune delle principali Domuscultae, le grandi fattorie fortificate create intorno a Roma per colonizzare il territorio e approvvigionare l’Urbe. Molte delle vicende che coinvolsero il Papato ebbero qui il loro epilogo o la loro genesi. Così a Civita Castellana morì nel 1100 l’antipapa Clemente III; Eugenio III, Adriano IV e Alessandro III (morto nel 1181 e sepolto nella cattedrale civitonica) vi si rifugiarono, continuando da qui a governare la cristianità. Nelle dinamiche politico-religiose del tempo, la città si trovò anche a subire a più riprese l’interdetto pontificio. Vescovo di Nepi fu Sergio, figlio di Marozia, detentrice dell’egemonia a Roma nei primi decenni del X secolo, e fratello di Giovanni XI e, nel secolo successivo, Alberto (1098) cardinale dell’antipapa Clemente III. A Sutri si svolse il sinodo (1046) voluto dall’imperatore Enrico III che mise fine allo scisma dei tre papi ed elesse Clemente II, fautore della riforma ecclesiastica. Alcuni vescovi sutrini aderirono alle posizioni di antipapi come Anacleto II (Ottone, 1126-1237) e Nicolò V (Tommaso, 1325); o ricoprirono delicati incarichi: il vescovo Marino (963-75), ad esempio, fu legato presso Ottone I. Personaggio di spicco fu il vescovo Bonizone (1075-82), canonista e sostenitore della riforma di Gregorio VII. Dalla piccola terra di Gallese, nell’ultimo quarto del IX secolo provengono due cardinali che divennero pontefici: Marino I Saccardini, papa dal 882 al 884, e Romano I Saccardini, nipote di Marino, eletto nel 898 e rimasto in carica per circa 3 mesi.

Intorno alla metà del XV secolo, nonostante l’importanza che avevano assunto le quattro città sede delle rispettive Diocesi, papa Eugenio IV, considerata la scarsità delle rendite delle singoli sedi episcopali, procedette a un loro riordino, che si concretizzò con l’accorpamento nelle mani di due soli vescovi. Il 12 dicembre 1435 con la Bolla “Romana Ecclesia” si giunse all’unione nella persona del vescovo Luca Rossi de Tartarinis delle due sedi di Nepi e Sutri, che conservarono, però, i rispettivi titoli, le cattedrali, le curie e la denominazione. La stessa cosa accadde per Civita castellana (la quale aveva già assorbito dalla seconda metà del XIII secolo la sede di Gallese) e Orte, unite In Persona Episcopi, il 5 ottobre 1437 con la Bolla “Sacrosanta Romana Ecclesia”, lasciando ugualmente inalterati titoli, giurisdizioni, curie, residenze. Primo vescovo di Civita Castellana e Orte fu Valentino.