杭州市現有天主教堂12所，在職教職人員（主教、神父、修女）10人。

天主教傳入杭州地區是在明代。明萬曆三十九年（公元1611年），意大利耶穌會士郭居靜、金尼閣二神父和鍾鳴仁修士應杭州李之藻（時任工部員外郎）之邀，在其家中舉行了第一台彌撒，這一天被後人稱為杭州天主教開教日。6月，楊廷筠（曾任監察禦史）受李之藻的勸說領洗入教，聖名彌額爾。1627年（天啟七年），楊廷筠出資在杭州觀巷建造教堂一所（在今中山北路天主教堂西），是杭州第一座天主教聖堂。

徐光啟、李之藻、楊廷筠是扶持天主教最著稱的三人，被稱為中國天主教三大柱石。由於他們熱心教務，很多傳教士都家居杭州，新入教的大有增加，因此，天主教史把杭州稱作明末天主教傳教中心。

1643年（崇禎十元年）意大利傳教士衛匡國（1607---1661）來華，先到蘭溪，後來到杭州居住，受到浙江巡撫是佟國器的大力支持。佟國器將楊廷筠舊居附近一大園地撥給教會，另建新堂。1659年（順治十六年）衛匡國開始建堂，1661年新堂啟用，命名為無原罪聖母堂。1661年6月2日衛匡國感染霍亂病逝，葬在杭州大方井。 

清朝康熙年間，因“禮儀之爭”朝廷下令禁止天主教傳播，天主教受衝擊。

中華人民共和國成立後，1954年3月16日，杭州市天主教愛國會正式成立，1958年選舉吳國煥神父為天主教杭州教區正權主教，1960年在上海由皮漱石主教舉行祝聖典禮，是杭州教區首任自選自聖的中國主教。

十一屆三中全會以後，宗教政策得到恢複和落實。杭州天主教愛國會恢複工作，1982年5月杭州市人民政府撥款人民幣五萬元修複教堂，同年12月12日聖母無原罪大堂舉行複堂慶祝大禮彌撒，複堂後天主堂（現中山北路415號）麵目一新。現杭州天主堂已定為市級文物保護單位，也是接待國內外天主教賓客的場所。