La Diócesis Católica Romana de Thunder Bay ( en latín : Dioecesis Sinus Tonitralis ) es una sufragánea latina en la provincia eclesiástica de la Arquidiócesis Metropolitana de Toronto , en Ontario , Canadá .
Su sede episcopal catedralicia es la Catedral de San Patricio , dedicada a San Patricio , en Thunder Bay , Ontario.
En 2014 atendió pastoralmente a 81.400 católicos (31,0% de 262.600 totales) en 220.000 km² en 43 parroquias con 46 sacerdotes (37 diocesanos, 9 religiosos), 36 diáconos y 16 religiosos laicos (9 hermanos, 7 hermanas) .