Da Den tyske ordens høymester gikk over til protestantismen og opphevet ordensstaten i 1525, ble dette en alvorlig krise for statens bispedømmer. Tartu bispedømme eksisterte offisielt videre som et fyrstbispedømme under overhøyhet av Det hellige romerske rike av den tyske nasjon. Den siste biskopen (Hermann II) ble deportert til Russland, da russiske tropper okkuperte Tartu ved begynnelsen av Livlandskrigen (1558). Dette betød slutten på bispedømmet. Territoriet tilfalt i 1561 Polen.