25 августа 1906 года был Высочайше утверждён Синодальный доклад об учреждении Елецкого викариатства. Указ Святейшего Синода от 28 августа определял содержание викария на местные средства с местопребыванием и настоятельством в Елецком Троицком монастыре. Правящий Орловский архиерей определил викарию пребывать в Орловском архиерейском доме и ездить в Елец «по надобности», сделав его помощником по делам всей Орловской епархии. Постановлением Священного Синода от 27 марта 1918 года было установлено следующее: «Викарный епископ Орловской епархии должен отныне иметь постоянное пребывание в Троицком монастыре Ельца, с правом управления приходами Елецкого и Ливенского уездов».
24 сентября 1922 года на общем собрании духовенства Елецкой викарной епархии было принято решение об образовании самостоятельной самоуправляемой автокефальной церкви с епископом во главе. Целью такой самостоятельности была объявлена борьба за «чистоту веры», в связи с проявлениями обновленчества, захватившего к тому времени большинство приходов Орловской епархии. 8 октября епископ Николай (Никольский) принял на себя обязанности правящего архиерея, а 15 октября были сформированы органы епархиального управления. На 30 ноября 1922 года был намечен епархиальный съезд духовенства и мирян, но Елецкий Уисполком постановил распустить епархиальное управление и отменить съезд. Всех причастных к организации самостоятельной епархии арестовали и в итоге осудили к разным срокам заключения. Епископ Николай (Никольский) в начале 1923 года был направлен в ссылку в Задонск, откуда руководил епархией до 1926 года.
Епархия пресеклась в 1937 году в связи с массовыми арестами и расстрелами духовенства.
Возрождена решением Священного Синода от 29 мая 2013 года, выделением из состава Липецкой епархии с включением в состав новообразованной Липецкой митрополии.