Chrześcijaństwo do Bytowa dotarło w 1160 lub 1170 r. (niektórzy  badacze twierdzą, że mogło być nawet w 1060 r.). O istnieniu parafii dokumenty wspominają dopiero w 1329 r., która w 1346 r. wyposażona została 6 włókami ziemi. W 1557 r. kościół przeszedł w ręce protestantów. W 1629 r. uległ pożarowi w czasie wojny polsko-szwedzkiej.

Odbudowany został w r. 1638 i 20 października 1640 r. ponownie oddany katolikom przez biskupa kujawskiego Macieja Łubiańskiego. W r. 1700 kościół spłonął ponownie w czasie pożaru miasta i leżał w ruinie do 1711 r., a proboszcz zamieszkał przy kościele filialnym w Niezabyszewie.

Odbudowany z ruin za czasów bpa Szaniawskiego (1706-1720), dnia 21 XI 1716r., został poświęcony przez ks. proboszcza z Brus i zarazem dziekana dekanatu bytowskiego, z upoważnienia ks. Biskupa. Od 1844r. przez 20 lat kościół był zamknięty przez policję i dopiero w 1860r.

  Ks. wikariusz Henryk Jackowski z Niezabyszewa zamieszkał w Bytowie jako wikariusz lokalny, a w 1877r. następca jego został ponownie usunięty za czasów Kulturkampfu i dopiero 8 IV 1884r. mógł zamieszkać Ks. Franciszek Loeper jako proboszcz bytowski i spokojnie pracować w parafii. Za niego kościół został całkowicie odrestaurowany i dnia 11 VI 1893r. konsekrowany przez biskupa Leona Rednera. Podczas II wojny światowej kościół parafialny został spalony, tylko wieża odbudowana w latach 1964 – 1966, zamieniona został na część muzealną. 

Proboszczowie parafii św. Katarzyny w Bytowie:

• ks. Robert Kammer (1844-1882),
• ks. Franciszek Loeper (1884-1898),
• administrator, sługa Boży, ks. Konstanty Kreft (1899-1901),
• ks. dr Paweł Panske (1901-1914),
• ks. Jan Schulz (1914-1931),
• ks. Walter Genge (1931-1947),
• ks. Stanisław Szczerbiński (1947 – 1954),
• ks. Jan Rychlicki (1954 – 1983),
• ks. Marian Wichłacz (1983 – 1985),
• ks. Edward Zieliński (1985 – 1993),
• ks. Krzysztof Szary (1993),
• ks. Henryk Kaczmarczyk (1993 – 30.06.1994),
• ks. Roman Spichalski (1.07.1994 - 21.12.2017),
• ks. Krzysztof Piątkiewicz - administrator parafii (21.12.2017- 19.08.2018)
• ks. dr Krzysztof Gąsecki (20.08.2018 - ...)  

Obecny kościół parafialny jest byłym kościołem protestanckim zbudowanym w latach 1848 – 54 przez budowniczego powiatowego Werdera. Neoromański. Murowany z cegły, trójnawowy, halowy. Za czasów protestanckich miał tytuł św. Elżbiety. Po wyjeździe protestantów został przystosowany do wymogów liturgii katolickiej i poświęcony 24 VI 1945r. przez Ks. Waltera Genge, ostatniego proboszcza narodowości niemieckiej. Przez akt poświęcenia został parafii dodany drugi patron św. Jan Chrzciciel.

Po II wojnie światowej Bytów należy do diecezji gorzowskiej, potem od 1972 r. do diecezji koszalińsko – kołobrzeskiej, a od 25.03.1992 r. do diecezji pelplińskiej. Od 1.07.1994 r. na podstawie dekretu Biskupa Pelplińskiego ks. prof. dr. hab. Jana Bernarda Szlagi duszpasterstwo w parafii św. Katarzyny w Bytowie przejmują księża diecezjalni, proboszczem zostaje ks. Roman Spichalski. Księża Filipini obejmują nowo powstałą parafię bytowską p.w. św. Filipa Neri.