Durch die Reformation verbreitete sich der evangelische Glaube auch in Livland und blieb selbst unter katholischen oder russisch-orthodoxen Herrschern die wichtigste Konfession. Katholiken, Orthodoxe und Juden waren in der Minderheit. Litauen und das angrenzende „Polnisch-Livland“ blieben hingegen katholisch.
Über die Hansestädte erreichten die neuen Ideen schnell Livland; auch Luther schrieb ab 1523 mehrfach an die dortigen Christen. Zwischen 1530 und 1560 setzte sich die Reformation im Land durch. Anders als in Preußen blieb der Ordensmeister katholisch, gewährte dem Luthertum jedoch Glaubensfreiheit. Mit der Herrschaft Polens ab 1561 kam es zur wenig erfolgreichen Gegenreformation, ehe Livland 1621 unter Schweden wieder evangelisch wurde.
Als Folge der Reformation wandten sich deutschbaltische Pastoren den Volkssprachen zu und schufen durch Übersetzungen die Grundlage für eine estnische und lettische Schriftsprache. Zudem setzten sie sich für den Aufbau eines Volksschulwesens ein. Der hohe Alphabetisierungsgrad von Esten und Letten unterschied sie lange Zeit von ihren östlichen Nachbarn.