Aunque su fundación fue en 1954, Deportes Tolima hizo su primera aparición en el campeonato nacional un año después, defendiendo ―gracias a una camada de jugadores argentinos que integraron su primera plantilla―unos colores similares a los del Racing de Avellaneda. Los “pijaos”, como son conocidos, alcanzarían su primer gran logro en 1957, cuando obtuvieron el subtítulo ya vistiendo el uniforme vinotinto y oro que los caracteriza hasta hoy en día.

El final de la década de los setenta y el principio de los ochenta marcó una época memorable para el Tolima gracias a jugadores de renombre como Óscar Quintabani, Cristiano Centurión, el brasilero “Sapuka” y Arnoldo Iguarán, entre otros. Con ellos, obtendría dos subtítulos y en 1983, una decorosa actuación en la Copa Libertadores alcanzando la ronda semifinal.

A partir del nuevo milenio, Tolima se consagró como uno de los equipos protagonistas del fútbol colombiano y lo ratificó con la conquista de su tan anhelada primera estrella en diciembre de 2003 bajo la conducción de Luis Augusto García. Jugadores como Hernando Patiño, John Charria, Jorge Artigas, Rogerio Pereira y Diego Gómez inscribieron su nombre en la historia tolimense con este título.

El conjunto tolimense logró coronarse por segunda vez en la Liga 2018-I, tras empatar 2-2 en el tiempo reglamentario y derrotar 2-4 desde el punto penal a Atlético Nacional, en el Atanasio Girardot. Y en 2021-I bordó la tercera estrella en su escudo, luego de superar 2-3 a Millonarios en la serie final. 

En el 2014 obtuvo el título de Copa Colombia de la mano del técnico Alberto Gamero ante Independiente Santa Fe.