A főegyházmegye székvárosának, Egernek őskori történetéről, sőt kialakulásáról is viszonylag keveset tudunk. Természetföldrajzi adottságai a mai belvárost nem, de közvetlen környékét már az őskorban is alkalmassá tették emberi település kialakulására.
Az első magyarországi egyházmegye Esztergom székhellyel létesült, joghatósága alá valószínűleg az egri és a veszprémi püspökségek tartoztak, a gyulafehérvári püspökség, melynek joghatósága alá Erdély és a Partium tartozott, önálló egyházmegye volt, egészen addig, míg a később alapított kalocsai püspökség érseki rangra nem emelkedett. Általánosan ismert és elfogadott az a vélemény, hogy első királyunk éppen azért adományozta a Szent János evangélistáról elnevezett püspökség részére ezt a területet, mert az egyrészt saját birtoka, másrészt lakatlan volt, és az adományozás egyik törzs érdekeit sem sértette. Kevesebb azon kutatók száma, akiknek véleménye szerint Szent István bizonyára nem alapított volna püspökséget egy még lakatlan területen. A település és a püspökség első nyomait a várdombon kell keresnünk, amely nem volt kitéve a mocsaras talaj és a patak áradásai okozta veszélyeknek. Nem véletlen az sem, hogy éppen a vár területén találták meg egy Árpád-kori falu nyomait is a környéken csak ez a magaslat volt alkalmas emberi megtelepedésre.
Az egri püspökség Szent István általi alapítására IV. Béla király 1261-ben keletkezett oklevelének egy 1271-ből származó átirata a bizonyíték, amely a szent királyt nevezi meg a püspökség alapítójaként, és említést tesz arról, hogy az egyházmegye 1009-ben már bizonyosan megvolt. Ekkorra hétre emelkedett a magyarországi egyházmegyék száma. Mások - a fentebb már említett módon az esztergomi érsekség alapításával hozzák összefüggésbe, mondván, hogy minden érsekségnek rendelkeznie kellett legalább két szuffraganeus (a joghatósága alá rendelt) püspökséggel és ezek egyike csakis az egri lehetett. A hagyomány szerint Szent István király a várral szemközti "Királyszéke" nevű dombról személyesen figyelte a székesegyház építésének munkálatait. Erre vonatkozóan azonban nincsenek bizonyítékaink, az eddig talált legrégebbi építmény egy, a 10-11. század fordulójáról származó, feltehetőleg keresztelő kápolna alapja. Valószínű, hogy Eger harmadik püspöke, Buldus egyike volt azoknak, akik Szent Gellért püspökkel együtt haltak vértanúhalált 1046-ban. Első püspökeink nyugatról érkeztek ide, hozván magukkal azokat az építőket, akik a későbbiekben felépítették a várost. Így kerültek a XI. század közepén a környékére a Liége környéki vallonok, akiknek idetelepülését belga krónikák is megerősítik. Itteni jelenlétükre még ma is számos földrajzi név utal (Maklár, Nagytálya, Andornaktálya községek nevei, Egerben a Vallon utca, Tokaj-hegyalján pedig Tállya község). Egyes vélemények szerint a latin ager = föld kifejezésből ered a város neve, amelyet a vallonok közvetítésével kapott. A vallonok révén honosodott meg Tokaj-hegyalján és Egerben is a szőlőművelés.
1092-ben az egri egyházmegye területén tartották Szent László király elnökletével a szabolcsi zsinatot, ahol a király úgynevezett első törvénykönyve született. A zsinat rendelkezései szilárdították meg a pogány lázadások miatt az egyház még mindig ingatag helyzetét, és védték annak vagyonát.
Az első időszakban az egri püspökség területe nyolc vármegye területére terjedt ki, Borsod, Abaújvár, Zemplén, Ung, Szabolcs, Zaránd, Szolnok, és Heves megyéket foglalta magába, a 13. században pedig a vármegyévé szerveződött beregi és ugocsai részek csatlakoztak hozzá. Sőt, 1299-ben II. András egri püspök III. András királytól engedélyt szerzett arra, hogy joghatóságát kiterjeszthesse a máramarosi területekre is. A máramarosi főesperesség csak egy évszázad múlva került vissza az erdélyi püspök joghatósága alá.
A püspöki birtokok az egyházi tized mellett az egyházmegye szervezetének eltartását voltak hivatottak fedezni. Nagyságukat már nehezebb meghatározni, bizonyos azonban, hogy azok Heves, Abaúj, Zaránd és Zemplén megyék területén voltak. Egerrel együtt tíz település. Természetesen az idő előre haladtával további királyi adományok révén a birtokok tovább gyarapodtak. Az egyházi igazgatás fontos szervei voltak a főesperességek - királyi vármegyénként általában kettő - melyek a jelentősebb településeken létesültek. A 14. században az egri egyházmegye területén már 14 főesperesség volt. Az országalapító szent király rendelkezése alapján minden tíz település köteles volt egy templomot építeni. Ezek többsége azonban fából, vályogból, vagy paticsból készült. Az egyházmegye legrégebbi - részben, vagy egészben máig fennmaradt - építészeti emlékei a feldebrői altemplom, a tarnaszentmáriai templom és természetesen az egri vár területén lévő maradványok egy része még a románkorból származnak. A sárospataki templom építésére és az egri székesegyház bővítésére a későbbiekben már gótikus stílusban került sor.
Fontos megemlékezni arról is, hogy 1207-ben az egri egyházmegye területén, Sárospatakon látta meg a napvilágot Árpádházi Szent Erzsébet, aki Szent István király mellett az egyedüli magyar szent, akit az egész világon ismernek.
