A török hódoltság idején a székesegyházat raktárnak használták, a Szent Bertalan plébániatemplomot pedig dzsámivá alakították. A pécsi püspökséget folyamatosan betöltötték jelezvén, hogy a terület a magyar katolikus egyház részét képezi. Az egyházmegye és a város felszabadításáig azonban egyetlen püspök sem járt az egyházmegye területén. A török hódítok vallási kérdésekben relatíve toleranciát tanúsítottak, így a következő felekezetek működtek az egyházmegye területén az iszlám mellett: katolikus, unitárius, református, ortodox. Az unitárius püspök székhelye is Pécsett volt. Kezdetben Pécsett a Mindenszentek templomot az unitáriusok és a katolikusok közösen használták, majd a 17. században a katolikusok kiszorultak onnét. Először a templomhoz épített kápolnában, majd 1653-ban a Mindenszentek templom mellé épült fatemplomban mutatták be a szentmiséket. Baranyában a kb. 60-70 faluból álló katolikus lakosság teljesen elszigetelten állt az unitárius és református települések gyűrűjében. A hódoltságban ez volt a legnagyobb lélekszámú katolikus népesség, ezért kelthette fel a jezsuiták érdeklődését, akik 1612-től kezdve Pécsett missziót működtettek. A katolikus falvak lakosainak pasztorációját a jezsuita és a ferences atyák mellett, a nép körében tekintélynek örvendő laikusok, az ún. licenciátusok végezték.
A püspökök közül Dudith András (1563-1567) Sziget várába kívánta székhelyét átenni és a káptalan tagjait is ez irányba ambicionálta, azonban a kísérlet eredménytelen maradt. A 17. század folyamán a püspökök megpróbáltak kapcsolatot létesíteni egyházmegyéjükkel. Segítségükre voltak ebben a jezsuita atyák, akik az esetek döntő többségében az általános helynöki teendőket is ellátták. Fontos volt ez a hívek lelki gondozása szempontjából és nem elhanyagolható, hogy az egyházi és földesúri adókat is igyekeztek begyűjteni. A pécsi püspökök közül e században Vinkovits Benedek (1630-1637) tette a legtöbbet, hogy a püspökség birtokait megőrizze (lajstromot készíttetett ezekről) és az egyházmegye állapotáról a lehető legtöbb információt összegyűjtse.
Az egyházmegye területe 1686-ban szabadult fel a török uralom alól. A felszabadító harcok hadmozdulatai következtében, és a seregek felvonulási területe mentén a lakosság nagy része elmenekült, ill. sokan áldozatul estek. Az új időszak első püspöke a harcos természetű Radanay Mátyás Ignác (1687-1703) lett. Radanay püspöki működését a kinevezése körüli bonyodalmak, I. Lipóttal való szembenállás és az újrakezdés nehéz feladata determinálta. Legfontosabb feladatának a klérus birtokainak visszavételét és az egyházmegye rekatolizálását tekintette. 1692-ben Pécs város lakossága esküvel kötelezte magát, hogy Római Katolikus vallásúak élhetnek csak a püspöki székhelyen. Radanay a püspöki birtokokról is elűzte a más felekezethez tartozókat. A Rákóczi-szabadságharc eseményei közül Pécs 1704-es felprédálása precedens értékű. A kegyetlen mészárlást a kurucok kezdték, akik a város ortodox lakosságát gyilkolták módszeresen, majd az elvonulásukat követően, a császáriak oldalán harcoló rácok rohanták le a várost, és a katolikusokat mészárolták le. Működése idején visszatelepedtek a városba a szerzetesrendek.
Nesselrod Ferenc püspöknek (1703-1732) címzett diplomában erősítette meg I. Lipót, 1703-ban, az egyházmegye klérusának, új adományként (nova donatio), visszaadott birtokait. 1714-ben egyházmegyei zsinatot hívott össze, amely feltárta a katolikus papok és a megfelelő állapotú egyházi építmények hiányát. Papnevelési alapítványt tett, valamint kórházat alapított a mai Kórház téren, amely mellett álló dzsámit a kórház kápolnájává avatta fel. Őt Thurn Antal Kázmér (1732-1734) követte az egyházmegye élén. A spanyol származású jezsuita, Cienfuegos Alvarez bíboros, pécsi püspöksége idején (1735-1739) ugyan el sem látogatott székhelyére, csak levelezés útján intézte a felmerülő ügyeket, ám 1736-tól megindulhatott a teológiai képzés, majd utóda Berényi Zsigmond (1740-1748) felépíttette a szeminárium épületét, amely 1746-tól működött.
A pécsi egyházmegye 1751-ben A 18. század legjelentősebb pécsi püspöke Klimo György (1751-1777). A papság képzését, a tudomány és a kultúra támogatását tartotta szem előtt, a korszak egyik legnagyobb mecénása volt. Történelmi érdeklődése nyomán elmélyedt a püspökség korábbi históriájában és elérte, hogy a Kalán püspöknek a 12. században engedélyezett érseki pallium viselésének jogát XIV. Benedek pápa (1740-1758) az ő és utódai számára is biztosította. A teológiai képzés színvonalát emelendő kiváló kvalitású tanárokat alkalmazott. Koller Józseffel a pécsi egyházmegye magyar államalapítást követő történetét, míg Szalágyi Istvánnal a terület korábbi történetét kívánta elkészíttetni, kutatásaikat anyagilag és személyes kapcsolatai útján is támogatta. Impozáns könyvtárát 1774-ben nyilvánossá tette, megvetve ezzel a mai egyetemi könyvtár alapjait. Papírmalmot létesített, püspöki palotájában csillagvizsgálót rendezett be, hatalmas éremgyűjteményt állított össze. A romos állapotban lévő templomok újjáépítésére, új épületek emelésére biztosította az anyagi forrásokat.
