La diócesis de Nkayi (en latín: Dioecesis Nkayiensis y en francés: Diocèse de Nkayi) es una circunscripción eclesiástica de la Iglesia católica en República del Congo.
La diócesis tiene 33 210 km² y extiende su jurisdicción sobre los fieles católicos de rito latino residentes en los departamentos de: Bouenza y Lékoumou.
La sede de la diócesis se encuentra en la ciudad de Nkayi, en donde se halla la Catedral de San Luis.
La diócesis fue erigida el 5 de diciembre de 1983 con la bula Quandoquidem Christi Ecclesia del papa Juan Pablo II, tomando el territorio de la diócesis de Pointe-Noire (hoy arquidiócesis).
Según el Anuario Pontificio 2022 la diócesis tenía a fines de 2021 un total de 371 600 fieles bautizados.