Đức Cha Edward Dunne, vị giám mục thứ hai của Giáo phận Dallas, là một di dân Ái Nhĩ  Lan. Ngài là giám mục từ năm 1894 cho đến khi qua đời vào năm 1910. Trong thời gian ngài làm giám mục, Nhà thờ Chính tòa được xây cất và thánh hiến vào ngày 26 /10/1902. Đức Cha Dunne cũng mở vài cơ sở giáo dục, trong đó có Đại học Holy Trinity College do các Cha Dòng Vinh Sơn phụ trách mà sau này được đổi tên là Đại học University of Dallas. Đức Cha Dunne cũng thành lập Nhà thương St. Paul Sanitarium, sau được đổi tên là Bệnh viện St. Paul Medical Center rồi St. Paul University Hospital và hiện do University of Texas Southwestern điều hành. Đức Cha Dunne cũng thành lập Nhà thương St. Anthony’s Sanitarium là bệnh viện đầu tiên ở Amarillo vào năm 1901. Cũng trong thời gian16 năm làm giám mục Dallas, Đức Cha Dunne đã đưa con số giáo xứ từ 28 lên  90, và số dân Công giáo tăng gấp ba lần.

Đức Cha Joseph Lynch là giám mục thứ ba của Giáo phận. Với 43 năm làm giám mục Giáo phận Dallas từ năm 1911 đến năm 1954, Đức Cha Lynch được xem là giám mục tại vị lâu năm nhất trong lịch sử Giáo hội Hoa Kỳ. Trong thời gian giám mục của ngài, Giáo phận Dallas bị tách ra để thành lập các Giáo phận El Paso, Almarillo, và Austin. Vào ngày 20/10/1953, Giáo phận được đổi tên thành Giáo phận Dallas-Fort Worth nhưng sau trở lại tên cũ là Giáo phận Dallas khi Giáo phận Fort Worth được tách ra vào ngày 9/8/1969.

Trong thời kỳ của Đức Cha Thomas Gorman (1954-1969) tức giám mục thứ tư của Giáo phận Dallas, tờ báo “Texas Catholic” của Giáo phận được tục bản sau khi ngưng phát hành kể từ năm 1894. Trong thời gian 15 năm làm giám mục Dallas, Đức Cha Gorman đã cho xây 25 trường học giáo xứ và lập 20 giáo xứ mới. Dưới thời Đức Cha Ambrose Tschope (1969-1990), vị giám mục thứ năm của Giáo phận Dallas, 21 quận hạt ở miền Đông tiểu bang Texas thuộc Giáo phận bị cắt giảm chỉ còn 9 quận hạt với diện tích chỉ hơn 7000 dặm vuông, để lập nên Giáo phận Tyler vào năm 1989. Tuy nhiên, dưới thời Đức Cha Victor Grahmann (1990-2007), vị giám mục thứ sáu của Dallas, Giáo phận đã phát triển mạnh mẽ khi số người Công giáo tăng từ 200 ngàn vào năm 1990 lên đến gần 1 triệu tín hữu vào năm 2007.