Het bisdom Fano werd opgericht in de eerste eeuw. Het was suffragaan aan het aartsbisdom Ravenna. In 1568 werd het als immediatum onder direct gezag van de Heilige Stoel gebracht.
Op 30 september 1986 werd Fano door de Congregatie voor de Bisschoppen met het decreetInstantibus Votis samengevoegd met de bisdommen Cagli en Pergola en Fossombrone. Het bisdom met de nieuwe naam Fano-Fossombrone-Cagli-Pergola werd op 2 mei 2000 suffragaan gesteld aan het aartsbisdom Pesaro.