Le FCAV est officiellement fondé en 2002 par la fusion de l'US Saint-Conwoïon Redon, créée en 1913, et de l'US Saint-Nicolas-de-Redon, fondée en 1963.
Cette fusion met fin à une rivalité historique entre les deux clubs, l'un implanté à Redon (Ille-et-Vilaine), l'autre à Saint-Nicolas-de-Redon (Loire-Atlantique). Le nom Atlantique Vilaine fait référence à cette situation géographique : un club situé entre la Bretagne et les Pays de la Loire, de part et d'autre de la Vilaine. Le viaduc reliant les deux villes figure d'ailleurs sur le logo du club.
En 2017, le FCAV est champion de la ligue de Bretagne et accède au niveau national.