Локомотив София е основан на 2 септември 1929 г. от работници от железниците, които обединяват няколко квартални спортни дружества. Името не е случайно – железничарската идентичност става ключова част от клубната култура.

През 30-те години клубът започва да се утвърждава в софийския футбол, а през 1939 г. печели първия си сребърен медал в държавното първенство.

След Втората световна война клубът започва най-силния си подем. През 1945 г. "червено-черните" стават за първи път държавен шампион, като този успех поставя отбора рамо до рамо с тогавашните футболни колоси. През следващите години Локомотив се стабилизира и създава школа, която ражда талант след талант.

Началото на 60-те носи нов триумф – през 1963/64 г. клубът печели втората си титла. През този период отборът е известен със своята здрава игра, силна защита и непоколебима тактическа дисциплина.

През 70-те години става постоянен фактор в елита и се превръща в един от най-уважаваните отбори в страната. През сезон 1977/78 тимът печели третата си шампионска титла, а година по-късно идва и най-големият международен успех - клубът достига до четвъртфинал в Купата на УЕФА, след като отстранява силни отбори като Ференцварош и Ден Бош. Това остава върховото постижение на Локомотив в Европа.

През 80-те клубът остава стабилно в горната половина на таблицата и печели Купата на България през 1982 г.. Тогава Локомотив вече играе на собствен стадион „Локомотив“, открит през 1985 г. в квартал Надежда — съоръжение, което бързо се превръща в легендарно място за феновете.

През 90-те години "железничарите" преминават през трудни времена, свързани с прехода в страната и липсата на стабилно финансиране. Въпреки това запазва мястото си в А група и продължава да изгражда силни футболисти, като остава известен със здравата си школа.

Новият век започва впечатляващо за „железничарите“. През 2002/03 г. клубът печели четвъртата си шампионска титла, 25 години след предишната. Отборът е силен, атакуващ и оставя ярка следа в първенството. В следващите години Локомотив отново участват в европейските турнири, включително запомнящи се мачове срещу Атлетико Мадрид през 2006 г.

Следва обаче един от най-тежките периоди в историята на клуба. През 2015 г. Локомотив е изваден от „А“ група заради финансови проблеми и започва да се възражда от по-ниските нива на футбола. Въпреки кризата, клубът не губи своята фенска база и идентичност.

През следващите години Локомотив постепенно се съвзема, стабилизира се организационно и спортно и в крайна сметка успява да се завърне в елита на българския футбол. С това започва ново начало — поредното доказателство за характерната за клуба устойчивост.

Днес Локомотив София отново е част от българската футболна висша лига и продължава да се развива, стъпил върху славната си история. Отборът остава символ на трудолюбие, последователност и отношение към играта, което малко клубове могат да съхранят толкова дълго.

Някои от най-големите имена, превърнали се в символи на клуба:

• Атанас Мехлемов – емблематичен голмайстор.

• Георги Бенковски – твърд защитник и капитан.

• Георги Борисов – техничен флангов играч.

• Йордан Господинов – вратар с впечатляваща кариера.

• Димитър Васев – капитан, лидер и по-късно успешен треньор.

• Антон Велков - капитан, защитник, а по-късно и треньор.

• Ивайло Андонов – национал с ключови голове през 90-те.