Odense Kommune omfatter de 11 sogne i Odense Sankt Knuds Provsti i midten af Odense og de 25 omkransende sogne i Hjallese Provsti, oprettet i 1970. Hjallese Provsti udgøres hovedsagelig af befolkningsrige forstadssogne, men rummer også syv landsogne med under 1.000 indbyggere pr. sogn. Det har betydet flere pastoratsammenlægninger. Odense Sankt Knuds Provsti udgøres af både bysogne og af bynære forstadssogne. 73,2 % af kommunens indbyggere er medlem af folkekirken, hvilket er på niveau med landsgennemsnittet på 74,3 % (1. januar 2020). Kun ni ud af de 36 sogne har en medlemsprocent under landsgennemsnittet. Vollsmose Sogn har mange indbyggere med ikke-vestlig baggrund og landets tredjelaveste medlemsprocent på 24,5 %.
I Odense har Indre Mission siden 1880’erne haft en stærk base, først i arbejdersognet Vor Frue med missionshuset Betania i Ryttergade fra 1883, som fortsat er aktivt, siden 1920 i Fredens Sogn og i nyere tid først og fremmest i Sankt Hans Sogn. Den missionske vækst foregik i byens almene kvarterer, hvilket afspejles i etableringen af missionshuse: Elim i Thorsgade fra 1890, Ebenezer i Skibhusene fra 1916 og Tabor på Reventlowsvej fra 1933; alle er siden nedlagt.
Centrum for grundtvigianerne var Gråbrødre Hospitalskirke, nu kaldet Graabrødre Klosterkirke, hvor præsten Ludvig Helvegs udnævnelse i 1857 til residerende kapellan ved Sankt Knuds Kirke med forpligtelse på hospitalskirken indvarslede en lang grundtvigiansk periode. Da efterfølgeren, Emil Koch, tiltrådte, følte en del af Helvegs menighed sig husvild og stiftede derfor Odense Valgmenighed i 1883, først som en filial af Sønder Næraa Valgmenighed i Faaborg-Midtfyn Kommune, siden blev den selvstændig i 1905 med egen kirke fra 1886 i Dronningensgade. Det grundtvigske miljø omkring Graabrødre Klosterkirke fortsatte til 1996, hvor kirkens menighedsråd blev nedlagt, og kirken underlagt Sankt Knuds Menighedsråd. En stilling som korshærspræst ved domkirken blev oprettet i 1979 og fik tilføjet betegnelsen gadepræst i begyndelsen af 1990’erne. Spejderkredse, herunder FDF, har trivedes i flere af kommunens sogne, og traditionen har stået stærkt i Thomas Kingos Kirke med præsten Ejnar Johannes Poulsen, der i 1929 var medudgiver af Spejdersangbogen.
De oprindelige middelalderlige bysogne i Odense Sankt Knuds Provsti havde alle landsogne i oplandet med, hvilket gav indtægter til kirker, klostre og præstelønninger inde i byen. Fra omkring år 1900 skabte befolkningsvæksten i Odense sogneudskillelser og kirkebyggeri. De nye kirker blev ofte oprettet af kirkekomitéer og aktive kernemenigheder omkring en midlertidig kirkesal. Med støtte fra Odense Kirkefond og bidrag fra Odenses sogne formåede de at indsamle penge til opførelsen af nye kirker. Seneste sogneudskillelse i provstiet var Vollsmose Sogn fra Korsløkke Sogn i 1976 med indviet kirke året før.
De allerfleste af de traditionelle landsogne i Hjallese Provsti har igennem 1900-tallet udviklet sig til forstadssogne. En del er også oprettet pga. befolkningsvæksten, fx forstadssognet Næsby Sogn, som blev udskilt fra Næsbyhoved-Broby Sogn i 1965. Historisk lå ni af provstiets sogne i Odense Herreds Provsti, mens Fraugde, Allerup, Davinde, Højby og Agedrup Sogne før Kommunalreformen i 1970 lå i Bjerge-Aasum Herreders Provsti og Lumby, Stige, Allesø og Næsbyhoved-Broby Sogne lå i Lunde-Skam og Skovby Herreders Provsti. Den seneste sogneudskillelse i provstiet skete i 1994, hvor Tornbjerg Sogn oprettedes med nybygget kirke sammenbygget med sognegård. Dertil kom en ny urnekirkegård i 2005.
Sct. Albani Kirke, der blev indviet i 1908, hører til den katolske menighed i Odense, som blev oprettet i 1867 og har 2.200 medlemmer (2020) med et internationalt præg. Sankt Hedvig Søstrenes Provincialhus og Hvilehjem fra 1906 har til huse i Dalum Kloster. Kristuskirken på Klosterbakken i Odense er bygget i 1933 og tilhører den baptistiske menighed, som har ca. 250 medlemmer. Metodistkirken i Odense, som har ca. 200 medlemmer, har til huse i en bygning fra år 1900 i Alexandragade i Odense. Apostolsk Kirke i Danmark har en menighed i Jacobskirken, Thorsgade, Odense. Pinsebevægelsen er også repræsenteret i Odense med Bykirken i Østergade, mens Adventistkirken på Hunderupvej er en del af Syvende Dags Adventistkirken i Danmark. Mormonkirken i Lahnsgade i Odense er bygget i 1953 og hører til Jesu Kristi Kirke af Sidste Dages Hellige.
