Nederluleå församling är en rest av Lule pastorat. Lule var enligt äldsta källor annex under Pite men blev på 1340-talet pastorat med Pite och Torne som annexförsamlingar. I början av 1400-talet avsöndrades Pite och sannolikt Torne och vid mitten av samma århundrade Kalix. År 1607 avskildes Lule lappmark under ett tiotal år framåt och genom k. brev 27 sept. 1673 definitivt till pastorat under namn av Jokkmokk. Dessförinnan hade Råneå avgått som eget gäll genom k. brev 5 nov. 1654 efter att ha utgjort kapellförsamling sedan 1642. Efter dessa avsöndringar klövs Lule församling år 1831 jämlikt k. brev 17 sept. 1823 och 8 juni 1826 i två pastorat, varvid moderförsamlingen fick namnet Nederluleå och det nybildade pastoratet Överluleå. Överluleå omfattade då även området för nuvarande Edefors socken. I kommunalt hänseende skildes Överluleå och Nederluleå samtidigt med pastoratsklyvningen.
Luleå stad, som grundats 1621 där byn Gammelstad nu ligger, flyttats till nuvarande plats närmare Lule älvs mynning omkr. 1650, fått egen kyrka 1667 och särskild kaplan 1674, utgjorde annex under landsförsamlingen fram till år 1888, då staden avskildes såsom eget regalt pastorat enligt k. förordning 24 april 1868.
En del markregleringar ha därefter skett mellan staden och landskommunen. Av lägenheterna Ön eller Stadsön och Hermansängen, tillhörande Luleå stads donationsjord men belägna inom Nederluleå socken, räknas Hermansängen i allo till staden. Stadsön kyrkoskrevs i Nederluleå och betalade tidigare de kyrkliga och kommunala avgälderna dels tilllandet, dels till staden. Genom k. brev 10 juni 1892 bestämdes dels att Ön eller Stadsön skulle från 1893 års början både i kyrkligt och kommunalt avseende tillhöra Nederluleå socken, dels att det s.k. Svartöhemmanet eller 3/64 mtl Björsby nr 6 även som 9 inom området för Luleå stads hamn liggande holmar skulle överflyttas från Nederluleå socken och tingslag till Luleå stad. Genom k. brev 18 maj 1894 blevo vidare 3/16 mtl Notviken och det från Nederluleå pastorsboställe utbrutet.