El 15 de junio de 1969, en el Santiago Bernabéu de Madrid, el Elche CF disputó la única final de la Copa del Generalísimo, nombre que entonces tenía la Copa del Rey, de su historia. Perdió 1-0 ante el Athletic Club. El camino hasta allí había sido notable para un club de una ciudad mediana de la provincia de Alicante: victorias sobre el Pontevedra y el Valencia, y después una semifinal ante la Real Sociedad que terminó 4-4 en el global y se decidió con un partido de desempate en Madrid, ganado por 2-0. Aquella final sigue siendo el mayor momento copero del club y un punto de referencia para varias generaciones de aficionados.
El club fue fundado el 10 de enero de 1923, con el nombre de Elche Foot-ball Club, mediante la fusión de los equipos locales de la ciudad. Su primer partido fue una victoria por 0-4 en Monóvar, y en sus primeros años vistió de blanco. La franja verde que después apareció en la camiseta dio al club su apodo, Los Franjiverdes, y también se le conoce como Los Ilicitanos, por los habitantes de Elche. El Elche entró en el sistema de ligas en 1929-30, en Tercera División, y llegó a Segunda División en 1934. La ciudad es conocida sobre todo por su Palmeral, Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO.
La mejor época del club llegó tras su ascenso a Primera en 1959, conseguido con una victoria por 3-0 ante el Tenerife. Su primera temporada en la máxima categoría comenzó con un empate 1-1 ante el Real Oviedo y terminó en décima posición. En aquella campaña hubo una victoria en casa por 2-1 sobre el Barcelona, pero también una derrota por 2-11 en el campo del Real Madrid. La mejor clasificación liguera llegó en 1963-64, cuando el Elche fue quinto con Heriberto Herrera en el banquillo. Entre los entrenadores que pasaron después por el club estuvieron Alfredo Di Stéfano, en 1967-68, y László Kubala, en 1988-89. Tras el descenso de 1971, el Elche volvió a Primera en 1973, fue octavo en 1974-75 y bajó de nuevo en 1978 tras un empate 4-4 con el Atlético de Madrid en la última jornada, cuando iba perdiendo 2-4 a cinco minutos del final.
El Estadio Martínez Valero se inauguró el 8 de septiembre de 1976 y lleva el nombre del difunto presidente del club, Manuel Martínez Valero. Fue una de las sedes del Mundial de 1982 y acogió tres partidos de la primera fase: Bélgica 1-1 Hungría, Bélgica 1-0 El Salvador y, el 15 de junio de 1982, Hungría 10-1 El Salvador, todavía la mayor goleada de la historia de las fases finales de un Mundial. En ese partido László Kiss se convirtió en el único suplente que ha marcado un triplete en un Mundial. El estadio también albergó la final de la Copa del Rey de 2003.
Desde los años setenta la historia del club ha estado marcada por altibajos. El Elche perdió el ascenso en la última jornada de 1980-81, cuando una derrota en casa ante el Cádiz lo dejó empatado a puntos con varios rivales. Descendió a Segunda División B en 1991, y su regreso a Primera en 2013, tras 24 años, fue una de las temporadas más notables del club. Con Fran Escribá como entrenador, el Elche lideró la Segunda División de la primera a la última jornada, único equipo en lograrlo, y estableció récords de victorias y puntos. En 2015 descendió por la nueva normativa sobre deuda y en 2017 cayó a la tercera categoría. Volvió a subir en 2018, ascendió a Primera en 2020 al vencer al Girona por 1-0 en el global de la final del play-off, descendió en 2023 y regresó en 2025 como subcampeón de Segunda División. En 2025-26 terminó decimoquinto en la Liga.
Las rivalidades regionales del Elche son antiguas. El Derbi de la provincia de Alicante ante el Hércules se remonta a la temporada 1925-26, y los partidos contra el Real Murcia, el Derbi del Sureste, son el enfrentamiento más disputado de la historia de la Segunda División. La rivalidad con el Levante ha crecido a lo largo de muchas temporadas en distintas categorías.