La diócesis de Mossoró (en latín: Dioecesis Mossorensis y en portugués: Diocese de Mossoró) es una circunscripción eclesiástica de la Iglesia católica en Brasil.
La diócesis tiene 18 832 km² y extiende su jurisdicción sobre los fieles católicos de rito latino residentes en 55 municipios del estado de Río Grande del Norte: Água Nova, Alexandria, Almino Afonso, Antônio Martins, Apodi, Açu, Baraúna, Campo Grande, Caraúbas, Carnaubais, Coronel João Pessoa, Doutor Severiano, Encanto, Felipe Guerra, Francisco Dantas, Frutuoso Gomes, Governador Dix-Sept Rosado, Grossos, Itaú, Janduís, João Dias, José da Penha, Lucrécia, Luís Gomes, Major Sales, Marcelino Vieira, Martins, Messias Targino, Mossoró, Olho-d'Água do Borges, Paraná, Paraú, Patu, Pau dos Ferros, Pilões, Portalegre, Porto do Mangue, Rafael Fernandes, Rafael Godeiro, Riacho da Cruz, Riacho de Santana, Rodolfo Fernandes, São Francisco do Oeste, São Miguel, Serra do Mel, Serrinha dos Pintos, Severiano Melo, Taboleiro Grande, Tenente Ananias, Tibau, Triunfo Potiguar, Umarizal, Upanema, Venha-Ver y Viçosa.
En 2019 en la diócesis existían 38 parroquias agrupadas en 5 zonas pastorales.
Con la carta apostólica Quam congrue del 11 de octubre de 1984, el papa Juan Pablo II declaró a santa Lucía, virgen y mártir, patrona de la diócesis.
[2] Según el Anuario Pontificio 2020 la diócesis tenía a fines de 2019 un total de 654 000 fieles bautizados.