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Um 464 ergab sich eine Auseinandersetzung von Erzbischof Mamertus mit Papst Hilarius, da er selbst einen neuen Bischof in Die einsetzte. Er wurde dafür vom Papst scharf getadelt.
1120 entschied Papst Calixt II., der seit 1088 Erzbischof von Vienne gewesen war, dass die Bistümer Grenoble, Valence, St. Die, Viviers, Genf und Maurienne Suffragane von Vienne sein sollten. Außerdem sollte der Erzbischof von Tarentaise dem Erzbischof von Vienne gehorchen, obgleich ersterer selbst Metropolit war und Suffragane besaß. Dem Erzbischof von Vienne wurde der Primat über die
Kirchenprovinzen Aix, Auch, Bordeaux, Bourges, Embrun und Narbonne verliehen, und, da einige dieser Sitze bereits Primatialstatus hatten, dem Erzbischof von Vienne zudem der Titel eines „Primas der Primasse“ übertragen.
Mitte des 15. Jahrhunderts fiel die Dauphiné an Frankreich. Auch der Erzbischof von Vienne erkannte 1448 die Lehnshoheit Frankreichs an, womit das Erzbistum aus dem Heiligen Römischen Reich ausschied.
1801 wurde das Erzbistum Vienne aufgehoben. Sein Gebiet wurde auf die Bistümer Grenoble und Valence aufgeteilt.