El Vicariato Apostólico de Puerto Carreño – Vichada fue creado por el Papa Juan Pablo II, el 22 de diciembre de 1999, por la división de la antigua Prefectura Apostólica del Vichada que estaba a cargo de los Misioneros Montfortianos y lo confió a los Misioneros Redentoristas. 

El 7 de abril de 1956 había sido erigida la prefectura apostólica del Vichada por el papa Pío XII, con 102 400 km² de territorio, el cual fue desmembrado del vicariato apostólico de Villavicencio (ahora arquidiócesis).

La Santa Sede suprimió la prefectura apostólica del Vichada el 22 de diciembre de 1999. En la misma fecha fue erigido el vicariato apostólico de Puerto Carreño con la bula Spiritali fidelium del papa Juan Pablo II, con territorio desmembrado de la extinta Prefectura del Vichada, de la cual también se originó el Vicariato Apostólico de Puerto Gaitán. Puerto Carreño es un vicariato apostólico Sui iuris (en latín, de derecho propio). Algunos territorios de misión son llamados así porque el Santo Padre los ha confiado a una congregación religiosa particular, en este caso, a los padres redentoristas.

El primer vicario apostólico de Puerto Carreño fue monseñor Álvaro Efrén Rincón Rojas de la Comunidad Redentorista, CSSR. Nombrado el 22 de diciembre de 1999, ordenado obispo el 24 de marzo de 2000 y tomó posesión el 2 de abril de 2000.

El 10 de junio de 2010 nombró al sacerdote Francisco Antonio Ceballos Escobar, C.SS.R., quien era el provicario de esta jurisdicción, como nuevo vicario apostólico. Mons. Ceballos fue nombrado obispo de Riohacha el 22 de abril del 2020 por el Papa Francisco. En su reemplazo fue nombrado como administrador del Vicariato Mons. Raúl Alfonso Carrillo Martínez, vicario apostólico de Puerto Gaitán.

El 30 de marzo de 2023 el papa Francisco nombró al padre Álvaro Mon Pérez, misionero redentorista, como nuevo pastor del Vicariato Apostólico de Puerto Carreño.