Församlingen bildades 1619 genom en utbrytning ur Örgryte församling. 1623 utbröts Göteborgs Tyska församling vars territoriella område Göteborgs Kristine församling, återgick 1974. 1 maj 1883 utbröts Göteborgs Haga församling och Göteborgs Masthuggs församling. 1908 utbröts Göteborgs Vasa församling.
Namnet var till 1633 Göteborgs svenska församling, för att därefter till 1974 bära namnen Gustavi församling, senare Gustavi domkyrkoförsamling, sedan Göteborgs Gustavi församling eller Göteborgs domkyrkoförsamling. 1974 namnändrades till nuvarande namn Domkyrkoförsamlingen i Göteborg.