Församlingen bildades 1606 genom en utbrytning ur Skellefteå församling. 1 maj 1919 (enligt beslut den 16 maj 1918) utbröts Kalvträsks kapellförsamling.
Församlingen utgjorde till 1 maj 1919 ett eget pastorat för att därefter till 2006 vara moderförsamling i pastoratet Burträsk och Kalvträsk. 2006 återuppgick Kalvträsks församling i denna församling och församlingen utgjorde därefter till 2014 ett eget pastorat. Från 2014 ingår församlingen i Burträsk-Lövångers pastorat.