Екатеринбургская епархия занимает площадь в 120 306 квадратных верст между 61°56′ и 55°24′ северной широты 28°40′ и 34°34′ восточной долготы. В состав ее входит пять уездов Пермской губернии, расположенных к востоку от Уральского хребта: Верхотурский, Екатеринбургский, Ирбитский, Шадринский и Камышловский. С запада она граничит с Пермской епархией, с севера с Вологодскою и Тобольскою, с востока также с Тобольскою и с юга с Оренбургскою и отчасти с Уфимскою. Площадь, занимаемая епархиею, в топографическом отношении весьма разнообразна. Западною границею ее служит Уральский хребет, высота которого простирается от 1000 до 3000 английских футов, а отдельные вершины достигают до 5 тысяч футов. Пространство к востоку от Уральского хребта в отношении общего характера местности представляет две весьма различных части. Уезды Верхотурский, Екатеринбургский и западная часть Ирбитского представляет местами волнистую, а местами совершенно ровную покатость, отличающуюся особенным плодородием. В Верхотурском уезде почти все пространство покрыто болотистыми лесами или чистыми болотами, принимающими на севере характер совершенной тундры. В Екатеринбургском уезде почва большею частию каменистая, покрытая множеством различной величины озер, которые тянутся широкою полосою от севера к югу.
Древнейшими обитателями местности, входящей в состав епархии, были вогулы в северной части и башкиры в южной и юго-восточной. Начало христианства в пределах епархии современно появлению здесь русских поселений, совпадающему со временем покорения (1581 год) Ермаком Сибири. В 1589 году был основан в нынешнем Верхотурском уезде первый русский город Лозьва, вскоре уничтоженный, а в 1598 году было положено основание города Верхотурье. Отсюда, с севера, началось заселение русскими Урала и направилось постепенно к юго-востоку. В начале XVII столетия появились слободы по рекам Тагилу, Туре, Нейве, Режу, Нице, Ирбиту. В городах и слободах при самом их основании устраивались церкви. Постепенно явились и монастыри, из коих известны: Покровский и Никольский (в 1604 году) в Верхотурье, Рождественский в Тагиле, Верхотурского уезда, Богоявленский Невьянский в 132 верстах от Верхотурья (ныне село Невьянско-экономическое), Далматовский Успенский на реке Исети (1644 год). Первоначально устроившиеся в городах и слободах церкви и монастыри по неимению в стране самостоятельного епархиального управления находились в заведовании соседних вологодских и великопермских епископов, имевших в то время свою кафедру в городе Вологде. С открытием в 1629 году самостоятельной Сибирской епархии с кафедрой в Тобольске «зауральские» уезды нынешней Пермской губернии, входившие до 1781 года в состав Тобольской губернии, были причислены с 1621 года к Сибирской епархии и входили в состав ее до 1799 года. 16 октября 1799 года в г. Перми была учреждена самостоятельная епархия, в состав которой вместе с другими вошли и зауральские уезды Пермской губернии. В 1833 году, 25 декабря, к возвышению благоустройства обширной Пермской епархии в ней было учреждено викариатство с пребыванием викарного епископа в Екатеринбурге и с присвоением ему титула «епископа екатеринбургского». Ближайшему ведению викария были поручены из пяти зауральских уездов Пермской губернии три: Екатеринбургский, Камышловский и Шадринский. Чрез 51 ввиду «неизбежно встречавшихся вследствие обширности Пермской епархии и значительной численности населения, храмов божьих и служащего при них духовенства больших неудобств и затруднений в управлении зауральской частью Пермской епархии, особенно касательно священнослужителей, благоустройства приходов и мероприятий против раскола», по высочайше утвержденному докладу Святейшего синода 29 января 1895 года вместо существовавшего викариатства образована самостоятельная епархия с кафедрой в Екатеринбурге и присвоением епископу титула «екатеринбурский и ирбитский». При открытии епархии в ней числилось 446 церквей и 450 часовен, православного населения общего пола 1 141 409. В настоящее время в ней насчитывается 493 церкви и 596 часовен, православного населения обоего пола 1 312 469, раскольников обоего пола 55 822.
Епископами екатеринбургскими, викариями пермскими, преемственно были: 1) Евлампий (1838—1840 гг.) Пятницкий; 2) Анатолий (1840—1841 гг.) Мартыновский; 3) Мелхиседек (1841—1845 гг.) Золотницкий; 4) Иона (1846—1859 гг.) Капустин; 5) Ириней (1860 г.) Боголюбов; 6) Варлаам (1860—1862 гг.) Денисов; 7) Митрофан (1862—1866 гг.) Вицинский, 8) Вассиан (1866—1876 гг.) Чудновский; 9) Варсанофий (1876 г.) Охотин, (не пребывший на викариатство за данным ему вскоре после хиротонии новым назначением); 10) Модест (1877—1879 гг.) Стрельбицкий; 11) Вениамин (1879—1882 гг.) Смирнов; и 12) Нафанаил (1882—1885 гг.) Леандров. Сей последний викарий в 1885 году при открытии Екатеринбургской епархии, в каковом деле он принимал весьма деятельное участие как главный инициатор, был назначен самостоятельным епископом новоучрежденной епархии и управлял ею до своей кончины, последовавшей 8 января 1888 года. Преемниками его были епископы: Кирилл (1888 г.) Орлов, за болезнию не прибывший на епархию; Поликарп (1888—1891 гг.) Розанов; Афанасий (1891—1894 гг.) Пархомович; Симеон (1894—1896 гг.) Покровский; Владимир (1896—1897 гг.) Шимкович и Христофор (1897—1900 гг.) Смирнов.