L'Église vieille-catholique affirme la doctrine de la Trinité telle que définie par le Credo de Nicée (325 AD) et élaborée dans la Définition de Chalcédoine (451 AD). Dieu existe éternellement comme trois Personnes coégales, coéternelles — Père, Fils et Saint-Esprit — unies dans une substance divine (ousia). Chaque personne est entièrement Dieu ; il y a un Dieu, non trois.

La Trinité est comprise par le langage théologique classique : trois hypostases dans une ousia, ou trois personnes dans une substance. Les personnes sont distinctes (non modalisme) mais inséparables (non trithéisme). Chaque personne possède tous les attributs divins dans leur plénitude. Cette doctrine est fondamentale à la foi et au culte chrétiens, reflétée dans la doxologie liturgique et la théologie sacramentelle de l'église.

L'Église vieille-catholique rejette l'inclusion du Filioque dans le Credo (une pomme de discorde entre l'Est et l'Ouest), bien que de nombreux vieux-catholiques affirment la théologie de la procession du Saint-Esprit du Père et du Fils. L'église maintient la succession apostolique par l'Union d'Utrecht, qui elle-même dérive de l'ancienne Église d'Utrecht, et affirme que cette foi ancienne a été préservée sans les innovations du Concile Vatican I.