Trehörningsjö församling bildades 1872 genom utbrytning ur Gideå församling. Innan församlingen bildades hade området haft en kapellpredikant från 1864. Kapellaget har egna kyrkböcker från och med 1865.

Trehöringsjö församling ingick i gemensamt pastorat med Gideå församling (moderförsamling) till och med den 1 maj 1922 för att därefter bilda eget pastorat.

Från och med 1962 blev Gideå församling och Trehörningsjö församling åter ett gemensamt pastorat (och sannolikt även kyrklig samfällighet). Pastoratets handlingar är införtecknade i Gideå kyrkoarkiv.

Enligt Kungl Maj:ts brev den bröts från och med 1885 års början delar av byarna Djuptjärn, Grundsjön, Herrbergsliden, Högbrännan, Kantsjö, Karlsviken, Lemesjö, Lomviken, Långvattnet, Nordsjö, Trehörningsjö och Önskanäset ut ur Gideå socken och fördes under Trehörningsjö socken.