L'histoire du Football Club Neufchâteau-Liffol remonte à 1903, année qui voit apparaître à Neufchâteau les deux premières équipes de football de la ville : la Balle Néocastrienne et la section football de Rouceux. Ces deux formations constituent les véritables racines du club actuel. En 1907, leurs dirigeants décident de réunir leurs forces afin de résoudre notamment les difficultés liées à la recherche d'un terrain et fondent l'Union Sportive Neufchâteau-Rouceux. Cette nouvelle entité connaît rapidement le succès puisqu'elle remporte dès 1907, puis de nouveau en 1912, le championnat de deuxième série de Lorraine. En 1913, le club change de nom et devient l'Avenir Neufchâteau-Rouceux, appellation qu'il conservera pendant plusieurs décennies.
Durant la première moitié du XXe siècle, l'Avenir Neufchâteau-Rouceux s'impose comme l'un des clubs majeurs de la Plaine des Vosges. L'équipe évolue principalement dans les championnats régionaux et remporte notamment la poule de barrages lui permettant d'accéder à la première division lorraine en 1934. Après la Seconde Guerre mondiale, le club poursuit son développement et devient progressivement une formation incontournable du football vosgien. Cette progression atteint un premier sommet à la fin des années 1970 : après son titre de Promotion d'Honneur en 1978, Neufchâteau remporte la Division d'Honneur Régionale en 1980 puis le championnat de Lorraine de Division d'Honneur la saison suivante. Ces succès lui permettent d'accéder pour la première fois aux championnats nationaux.
En 1981, l'Avenir Neufchâteau-Rouceux rejoint ainsi la Division 4, où il s'installe rapidement. Pour sa première saison, le club termine à la huitième place de son groupe, avant de connaître en 1982-1983 la plus belle campagne de Coupe de France de son histoire. Après avoir éliminé notamment le Besançon Racing Club et l'US Forbach, deux formations évoluant alors à des niveaux supérieurs, Neufchâteau réalise un nouvel exploit en 32es de finale en éliminant le Red Star, pensionnaire de Division 2, sur le score de 2-1 devant 2 348 spectateurs à Épinal. Le club atteint ensuite les 16es de finale, où il est éliminé par le Racing Club de Paris après une double confrontation. Cette aventure constitue l'un des grands moments de l'histoire du football néocastrien.
Le club se maintient en Division 4 jusqu'en 1986, date à laquelle il est relégué en Division d'Honneur Lorraine. Il continue néanmoins à jouer les premiers rôles dans les compétitions régionales et remporte notamment la Coupe des Vosges en 1993 et 1998. Au cours des années 1990, l'Avenir Neufchâteau-Rouceux adopte progressivement le nom de Football Club Neufchâteau, marquant une nouvelle étape dans son histoire. Malgré la fin de son aventure au niveau national, le club conserve une place importante dans le football vosgien et poursuit son activité autour de son équipe senior et de sa formation.
En 2007, une nouvelle étape majeure intervient avec la fusion du FC Neufchâteau et de l'Union Sportive Liffol, officialisée le 26 mai. Le club prend alors le nom de Football Club Neufchâteau-Liffol, sous lequel il évolue encore aujourd'hui. Cette fusion donne au club son identité actuelle tout en maintenant la filiation historique avec les équipes apparues à Neufchâteau dès 1903. C'est cette origine que rappelle la date figurant sur le logo du club : 1903 correspond donc à la naissance des premières équipes à l'origine du FC Neufchâteau-Liffol, tandis que 1907 marque la fusion qui donne naissance à son ancêtre direct, l'US Neufchâteau-Rouceux.
