Församlingen bildades omkring 1400 genom en utbrytning ur Valbo församling med namnet Gefle församling, 1902 namnändrat till Gävle församling och namnändrat till nuvarande namn 1 maj 1916.
Församlingen utgjorde till 1602 ett eget pastorat, för att därefter till 3 juli 1849 vara moderförsamling i pastoratet Gävle och Valbo. Från 3 juli 1849 till 2014 utgjode församlingen ett eget pastorat. 1 maj 1916 utbröts Gävle Staffans församling och 1978 Gävle Tomas församling och Gävle Maria församling.[2] Gävle Tomas församling återuppgick i denna församling 2010.[3] Från 2014 ingår församlingen i Gävle pastorat.[4]