Sorsele församling bildades 1673 genom utbrytning ur Lycksele församling. Församlingen hette först Illesnöhle (Gillesnuole) men namnändrades 1701 till Sorsele.

Församlingen delades den 1 maj 1923 in i två kyrkobokföringsdistrkt; Sorsele kyrkobokföringsdistrikt (Sorsele kyrkoarkiv) och Gargnäs kyrkobokföringsdistrikt (se Gargnäs kyrkoarkiv). Indelningen av församlingen i två kyrkobokföringsdistrikt upphörde den 31 december 1961.

Gargnäs kyrkobokföringsdistrikt omvandlades 1962 till Gargnäs församling. Sorsele församling och Gargnäs församling bildade i samband med församlingsdelningen Sorsele-Gargnäs kyrkliga samfällighet. Samfällighetens handlingar ingår i Sorsele kyrkoarkiv.

Sorsele församling ingick i gemensamt pastorat med Lycksele församling (moderförsamling) 1673-1827. 1827 bildade Sorsele församling eget pastorat för att 1962 bli moderförsamling i ett gemensamt pastorat med Gargnäs församling.

Komministern i Sorsele fick 1763 även ansvar för gudstjänster vid Tärna kapell. Stundtals fanns även särskild kapellpredikant vid Tärna kapell. 1822 kom Tärna kapell att ingå i Stensele pastorat och Sorseleprästernas ansvar för Tärna upphörde. Tärna kapellförsamling ingick till 1822 i gemensamt pastorat med Lycksele församling.

I det av samerna år 1750 återuppförda kapellet vid Gillesnuole (Allesnuole) hölls gudstjänst en eller ett par gånger sommartid. Så småningom förlorade det sin betydelse och slopades 1858, då ett nytt kapell byggdes i Gargnäs 1908. Kapell inrättades även i Ammarnäs.

Av Sorsele kyrksocken hörde i civilt avseende Fjällnäs och Nordanås byar till Arjeplogs socken och Norrbottens län, tills de genom kungligt brev 1868 i alla avseenden förenades med Sorsele.

Enligt Kammarkollegiets resolution 1876 förflyttades i jordeboken nybygget Harrboselet från Sorsele till Lycksele.

Enligt kungligt brev 1880 upptogs Kåtenovie nr 1 och Kåtaliden nr 2 av Malå kyrkosocken i Sorsele socken jordebok och mantalslängd samt överflyttades genom kungligt brev även i kyrkligt avseende till Sorsele fr.o.m. 1888. Enligt samma beslut överfördes nybygget Racknäs i alla hänseenden från Malå till Sorsele socken.

Hemmanen Svartlund och Johannisberg samt nybyggena Carolinelund och Friheten överflyttades från Sorsele till Malå i jordebokshänseende enligt kungligt brev 1880, när Malå 1882 blev särskilt pastorat.

Av hemmanet Tvråträsk nr 2 i Sorsele socken är ett skifte kallad Granträsk, delvis utlagd i Lycksele socken.

I Sorsele husförhörslängder A I:4-5 finns Gargjaur, som tidvis räknats till Arjeplogs församling.

År 1758 brann det i Lycksele prästgård och enligt uppgift förstördes en räkenskapsbok för Sorsele.