Lokomotiv PlovdivLokomotiv Plovdiv to klub złożony z wielu części. Jego korzenie tkwią w Sportclub Plovdiv, utworzonym w lipcu 1926 roku z połączenia dwóch dzielnicowych drużyn, Karadzha i Atletik, które wybrały biel, czerń i czerwień jako barwy używane do dziś. Drugim korzeniem jest ZSK Plovdiv, założony w 1935 roku jako klub sportowy kolejarzy. Po 1944 roku władze komunistyczne przebudowały bułgarski sport według wzorca radzieckiego i Sportclub został połączony z ormiańskimi i katolickimi klubami dzielnicy, a potem ze spółdzielczą drużyną Petar Chengelov. Klub występował jako Slavia i Torpedo, a w 1951 roku połączył się z klubem kolejarzy. Od tego czasu używa nazwy Lokomotiv Plovdiv, a obecną formę przyjął w 1957 roku. Kibice szli za barwami i piłkarzami przez wszystkie zmiany, a ta ciągłość jest prawdziwą tożsamością klubu, zwanego Czarno-Białymi, Kolejarzami i Smerfami.
Pierwszy wielki europejski wieczór przyszedł w sezonie 1964/65. W Pucharze Miast Targowych Lokomotiv wyeliminował Vojvodinę i Petrolul Ploeszti i dotarł do trzeciej rundy przeciwko Juventusowi. Oba mecze zakończyły się wynikiem 1:1, a dodatkowe spotkanie w Turynie przegrano 1:2. Mecz u siebie obejrzało rekordowe w europejskich pucharach 40 tysięcy widzów. Głównym bohaterem tamtej epoki był Christo Bonew, który ma klubowe rekordy w liczbie występów w lidze (404) i goli ligowych (180), a później poprowadził Lokomotiv do Pucharu Armii Radzieckiej w 1983 roku, po zwycięstwie 3:1 nad Chirpanem, którego bułgarska federacja nie uznaje za Puchar Bułgarii. Klub zdobył srebrne medale w 1973 roku i brązowe w 1974 roku, a od 6 września 1982 roku gra na Stadionie Lokomotiv, zwanym Lauta od parku, w którym stoi.
Jedyny tytuł mistrzowski przyszedł w sezonie 2003/04. Klub został kupiony w 2001 roku przez Georgi Ilijewa, który połączył go z Velbazhd Kyustendil, a pod wodzą trenera Eduarda Eranosjana drużyna prowadziła po rundzie jesiennej o sześć punktów i zakończyła rozgrywki z 75 punktami, o trzy więcej niż Levski Sofia. Tytuł zapewniła sobie w przedostatniej kolejce zwycięstwem 3:2 nad Slavią Sofia przy ponad 17 tysiącach widzów, a Martin Kamburow został królem strzelców ligi z 25 golami. Około 50 tysięcy osób zebrało się na głównym placu miasta, by świętować. 31 lipca 2004 roku kapitan Iwan Paskow dołożył Superpuchar Bułgarii, strzelając głową w ostatnich sekundach meczu z Litexem Łowecz. Kwalifikacje Ligi Mistrzów z Club Brugge, przegrane 0:4 i 0:2, były otrzeźwiającym początkiem w Europie, a w sezonie 2005/06 przygoda w Pucharze UEFA skończyła się na Bolton Wanderers, które wygrały oba mecze 2:1.
Drugi złoty okres przyszedł pod wodzą trenera Bruno Akrapovicia w latach 2017–2020. 15 maja 2019 roku Lokomotiv zdobył pierwszy Puchar Bułgarii, pokonując lokalnego rywala Botev 1:0 w Sofii, a gola w 72. minucie strzelił Alen Ožbolt. 1 lipca 2020 roku obronił trofeum, pokonując CSKA Sofia w rzutach karnych (5:3), jako pierwszy zdobywca dwóch kolejnych pucharów od czasu Litexu w latach 2008 i 2009, a 2 sierpnia 2020 roku kapitan Dimityr Iliew zdobył Superpuchar wolejem w ostatniej minucie na stadionie Ludogorca. Europejski dorobek tamtego okresu obejmował zwycięstwo z Spartakiem Trnawa na zasadzie goli na wyjeździe w 2019 roku, porażkę ze Strasbourgiem oraz, w 2020 roku, przegraną 1:2 z Tottenhamem Hotspur trenowanym przez José Mourinho, w której dwie czerwone kartki zamieniły prowadzenie w porażkę. W tym samym roku klub zajął drugie miejsce w lidze z 61 punktami, co było jego drugim srebrnym medalem, a w 2021 roku dotarł do trzeciej rundy kwalifikacji Ligi Konferencji, gdzie Kopenhaga wygrała 5:3 w dwumeczu.
Rywalizacje klubu wyznaczają jego kalendarz. Derby Płowdiwu z Botevem uchodzą za drugie najbardziej zacięte w Bułgarii po Wiecznych derbach, a mecze z CSKA Sofia niosą starą rywalizację obu miast. Kibice łączy długa przyjaźń z kibicami Napoli. W sezonie 2025/26 klub zajął piąte miejsce w First League i pozostaje jednym z najlepiej wspieranych zespołów w kraju.