L’histoire de l’Olympique de Neuilly trouve ses origines au début des années 1940 avec la création du Football Club de Neuilly. Le club s’impose progressivement comme l’une des formations importantes du football de la région parisienne et évolue pendant plusieurs décennies dans les championnats régionaux. À la fin des années 1970, le Football Club de Neuilly connaît une importante progression sportive, notamment après son rapprochement avec le Paris XIX. Cette période permet au club de franchir pour la première fois le cap des compétitions nationales.
En 1979, le club accède à la Division 4, alors quatrième niveau du football français. Cette accession constitue la première apparition de l'équipe dans un championnat national. Le Football Club de Neuilly va y disputer trois saisons consécutives, de 1979-1980 à 1981-1982. Lors de sa première saison, les Neuilléens terminent cinquièmes de leur groupe, avant de prendre la neuvième place en 1980-1981. La saison 1981-1982 est en revanche beaucoup plus difficile : le club termine quatorzième de son groupe et est relégué au niveau régional.
Après cette période au niveau national, le Football Club de Neuilly retrouve la Division d'Honneur d'Île-de-France à partir de 1982. Les années suivantes sont marquées par plusieurs évolutions administratives et changements de dénomination, mais le club conserve son implantation dans le paysage footballistique de Neuilly-sur-Seine. Le Football Club de Neuilly reste notamment identifié comme un ancien pensionnaire de Division 4, niveau qui constitue le sommet de son parcours sous cette appellation.
Le 29 mai 1990 marque une nouvelle étape avec la création officielle de l'Olympique de Neuilly, qui succède au Football Club de Neuilly. Le nouveau club poursuit l'activité footballistique dans la ville et développe progressivement une importante politique de formation. Installé au stade Monclar, l'Olympique de Neuilly continue aujourd'hui de représenter le football de Neuilly-sur-Seine, en s'appuyant notamment sur ses équipes de jeunes et sur son ancrage local.