Het aartsbisdom werd opgericht op 7 mei 1779, als het bisdom Sonora, uit delen van het bisdom Durango, en was suffragaan aan het aartsbisdom México. Op 26 januari 1863 wisselde het van kerkprovincie en werd suffragaan aan het nieuw verheven aartsbisdom Guadalajara. Op 23 juni 1891 wisselde het opnieuw van kerkprovincie en werd suffragaan aan het nieuw verheven aartsbisdom Durango. Op 22 november 1958 wisselde het voor een derde keer van kerkprovincie en werd suffragaan aan het nieuw verheven aartsbisdom Chihuahua. Op 1 september 1959 veranderde het van naam naar bisdom Hermosillo. Op 13 juli 1963 werd het verheven tot metropolitaan aartsbisdom.
Parochies
Het aartsbisdom had in 2021 een oppervlakte van 36.991 km2 en telde 905.000 inwoners waarvan 84,7% rooms-katholiek was.