El Real Oviedo no nació de una sola idea, sino de un acuerdo entre dos rivales. El 26 de marzo de 1926, en la capital de Asturias, se fusionaron el Real Stadium Club Ovetense y el Real Club Deportivo Oviedo para crear un único equipo que representara a toda la ciudad. El impulso de la fusión se debió sobre todo al empresario Carlos Tartiere, primer presidente de la nueva entidad. El escudo reunió la Cruz de los Ángeles con la corona real heredada de sus antecesores. Los jugadores visten camiseta azul y los aficionados son conocidos como los «Carbayones», por el carbayón, árbol símbolo de Oviedo.
El primer ascenso a la máxima categoría llegó en 1933 y el equipo terminó sexto en su debut. Los años treinta pertenecieron a una línea atacante conocida como la «Delantera Eléctrica», cuya estrella fue Isidro Lángara, máximo goleador de la Segunda División en 1932/33. La Guerra Civil truncó esta etapa de crecimiento: la ciudad y su estadio sufrieron graves daños, y el club retomó la competición después de 1940. El mejor resultado de la historia del Oviedo llegó en 1962/63, cuando terminó tercero en la Liga. El club nunca ha ganado el campeonato de España.
Su único título nacional es la Copa de la Liga de 1985. En 1988 el Oviedo regresó a la élite y permaneció en ella durante trece temporadas consecutivas. Esa buena racha trajo una aparición europea: en 1991/92 el club disputó la Copa de la UEFA, aunque cayó en la primera ronda ante el Genoa italiano. Otro episodio memorable fue la lucha por la permanencia en 1998, cuando el Oviedo se mantuvo en Primera División tras la promoción ante la UD Las Palmas.
El descenso llegó en 2001 y le siguió una larga caída. En 2003, en medio de graves problemas económicos, el club acabó en las categorías inferiores y en 2003/04 jugó en Tercera División, el cuarto nivel. El Oviedo debe su supervivencia en gran medida a su afición, que organizó protestas y campañas de recaudación durante la crisis y movilizó a toda la ciudad. En 2012 el empresario mexicano Carlos Slim respaldó económicamente al club y en 2021 el Grupo Pachuca se convirtió en su propietario. El resultado de esa reconstrucción fue el regreso a la élite: el 21 de junio de 2025 el Oviedo ganó la final del playoff de ascenso al Mirandés, tras imponerse en la vuelta en la prórroga y en la eliminatoria por 3-2 en el global. El gol decisivo lo marcó Francisco Portillo, después de que Santi Cazorla, formado en la cantera del club y de regreso en el Carlos Tartiere, convirtiera un penalti. El equipo estaba dirigido por Veljko Paunović, jugador del Oviedo que descendió en 2001. Fue un regreso tras 24 años, la ausencia más larga de la historia del club.
La rivalidad con el Sporting de Gijón también define la identidad del Oviedo. El derbi asturiano se remonta a 1926, cuando el 5 de diciembre el Sporting ganó por 2-1 el primer encuentro entre ambos, en el campeonato regional. Para los oviedistas no es solo una cuestión de orgullo ciudadano, sino también un duelo entre la capital y su vecino portuario.
La casa del club es el Estadio Carlos Tartiere, que lleva el nombre de su primer presidente. El recinto original, inaugurado en 1932 como Campo de Buenavista, lleva el nombre de Tartiere desde 1958. Fue reformado para el Mundial de 1982 y acogió partidos de ese torneo. El último partido en el viejo estadio se jugó el 20 de mayo de 2000 y, tras su demolición, el club se mudó en 2000 a un nuevo recinto con el mismo nombre. Tiene capacidad para unos 30 500 espectadores y es la mayor instalación deportiva de Asturias.