Obwohl der Ursprung des Christentums von Aquileia, der auf die Predigten des heiligen Markus und seines Jüngers Hermagoras zurückgeführt wird, nicht genau bekannt ist, organisierte sich die Kirche von Aquileia Mitte des 3. Jahrhunderts in ihrer endgültigen Form. Es gab zahlreiche, historisch belegte, Märtyrer (Felix und Fortunatus, die drei Brüder Cantius, Cantianus und Cantianilla, Proto, ihr Pädagoge, Chrysogonus, Bischof). Das Territorium der Diözese befand sich anfangs innerhalb der Grenzen des Municipiums von Aquileia. Ab Ende des 4. Jh. grenzte die Diözese im Westen an den Fluss Tagliamento und an die Diözese Concordia; im Norden an Iulium Carnicum (Zuglio); im Nord-Osten an Aemona (Ljubljana); im Süd-Osten an Parentium (Poreč) in Istrien bevor im Kontext der kaiserlichen Wiedervereinigung unter Justinian zwischen Aquileia und Parentium die Diözese von Tergeste (Triest) eingerichtet wurde.
Die wichtigsten Ereignisse, die die Geschichte der Diözese nach dem Edikt von Konstantin (313) kennzeichneten, sind der Bau der Kathedrale, angefangen bei den Räumen des Bischofs Theodor (368 ca. – 388) und das Erblühen des christlichen und klösterlichen Lebens unter den Bischöfen Fortunatus (343 ca – 368 ca), Valerianus (368 ca – 388) und Chromatius (388 – 407/408), gefolgt von den dramatischen Umwälzungen aufgrund der Zerstörung Aquileias durch Attila (451), dem Dreikapitelstreit, dem Schisma von Aquileia, das zur Verwerfung der Kirche von Aquileia und der Kirche von Rom (557-698) führte, und der Einfall der Langobarden (568). Als 568 Alboin mit seinem Heer die Alpen überquerte flüchtete der Patriarch Paulus I, der ihre Grausamkeit fürchtete, mit dem Kirchenschatz, den Büchern und den Reliquien der Märtyrer, auf die Insel Grado. Im darauffolgenden Jahr wurde er, wie auch seine Nachfolger Probinus und Elias, während deren Herrschaft die neue Kathedrale der Insel geweiht wurde, in Grado begraben. Um 606 wurden im Kontext des Dreikapitelstreits und des Schismas von Aquileia zwei neue Patriarchen gewählt: der Patriarch von Grado in byzantinischem Hoheitsgebiet, der aufgrund der politischen und militärischen Übermacht des Exarchen von Ravenna beschlossen hatte sich wieder der Kirche von Rom anzuschließen und der Patriarch von Aquileia in langobardischem Hoheitsgebiet, der dank der Unterstützung der langobardischen Könige das Schisma fortsetzt.
Die mit dem Dreikapitelstreit und der Aufteilung des Territoriums zwischen der Spätantike und dem Beginn des Mittelalters in Zusammenhang stehenden Ereignisse bestimmten die geografische Konfiguration und die historische Entwicklung der Diözese von Aquileia im darauf folgenden Jahrtausend auf irreversible Art und Weise. Papst Sergius I. akzeptierte 698 mit dem Abkommen, welches dem Dreikapitelstreit ein Ende bereitete, die Übereinstimmung der Grenzen der Kirchenprovinzen der beiden Patriarchate mit den politischen Grenzen zwischen den Imperium des Kaisers und dem Imperium der Langobarden.