Köln er dessuten sete for en romersk-katolsk erkebiskop (og kardinal). Den er tradisjonelt en overveiende katolsk-preget by. Ved slutten av annen verdenskrig kom det et større antall flyktninger fra de tyske østområdene. Idag er 43 % av innbyggerne katolikker, 18 % protestanter og 39 % sekulære eller tilhengere av andre religioner (hovedsakelig islam og jødedom). Kölns jødiske samfunn er det eldste jødiske samfunn nord for Alpene, og nevnes tidligst i år 321. De katolske verdensungdomsdagene i 2005 ble arrangert i Köln, og det kom da rundt 1 million katolske ungdommer fra hele verden til byen.