ในปี 2550 สโมสรฟุตบอลชลบุรี ภายใต้การนำของหัวหน้าผู้ฝึกสอน จเด็จ มีลาภ สามารถคว้าตำแหน่งชนะเลิศ ในการแข่งขันฟุตบอลไทยแลนด์พรีเมียร์ลีก ฤดูกาล 2550 เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของสโมสร และได้สิทธิเป็นตัวแทนจากประเทศไทยเข้าร่วมแข่งขันฟุตบอลรายการเอเอฟซีแชมเปียนส์ลีก

ปี 2551 สโมสรฟุตบอลชลบุรีสามารถคว้าแชมป์ฟุตบอลถ้วยพระราชทาน ก ประจำปี 2550 มาได้ แต่ไม่สามารถป้องกันแชมป์ฟุตบอลไทยแลนด์พรีเมียร์ลีกไว้ได้ ทำได้เพียงตำแหน่งรองชนะเลิศ ส่วนทีมชนะเลิศได้แก่สโมสรฟุตบอลการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (ปัจจุบันคือสโมสรฟุตบอลบุรีรัมย์ ยูไนเต็ด) ทำให้ต้องไปเล่นในรายการเอเอฟซีคัพซึ่งเป็นถ้วยรองในระดับทวีปเอเชียแทน

ปี 2552 สโมสรฟุตบอลชลบุรี มีการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งหัวหน้าผู้ฝึกสอน โดยได้เกียรติศักดิ์ เสนาเมือง จากจุฬายูไนเต็ด มาคุมทีมแทนจเด็จ มีลาภ ที่ย้ายไปคุมทีมพัทยายูไนเต็ด ในปีนี้สามารถคว้าแชมป์ฟุตบอลถ้วยพระราชทาน ก. ประจำปี 2551 มาครองได้อีกครั้ง แต่ในฟุตบอลไทยแลนด์พรีเมียร์ลีก ก็ยังไม่ประสบความสำเร็จ โดยทำได้เพียงตำแหน่งรองชนะเลิศอีกครั้งหนึ่ง ส่วนทีมชนะเลิศได้แก่สโมสรฟุตบอลเมืองทอง-หนองจอกยูไนเต็ด

ในปี 2553 สโมสรฟุตบอลชลบุรีได้ จะเด็จ มีลาภ กลับมาคุมทีมอีกครั้ง พร้อมกับย้ายสนามเหย้าจากสนามสิรินธร โรงเรียนอัสสัมชัญศรีราชา มาที่สนามสถาบันการพลศึกษา วิทยาเขตชลบุรี ในฤดูกาลนี้ สโมสรฟุตบอลชลบุรีทำได้เพียงอันดับที่ 3 ในการแข่งขันไทยแลนด์พรีเมียร์ลีก แต่ก็ยังสามารถคว้ารางวัลชนะเลิศฟุตบอลถ้วยในรายการมูลนิธิไทยคมเอฟเอคัพมาครองได้ เป็นครั้งแรก ทำให้ได้รับสิทธิเป็นตัวแทนจากประเทศไทยเข้ามร่วมแข่งขันฟุตบอลรายการเอเอฟซีคัพ ประจำปี 2554

ในปี 2554 สโมสรฟุตบอลชลบุรีย้ายสนามเหย้าจากสนามสถาบันการพลศึกษาวิทยาเขตขลบุรี มาใช้สนามชลบุรีสเตเดียม โดยได้ วิทยา เลาหกุล ลงมารับตำแหน่งผู้จัดการทีมเต็มตัว ทำงานร่วมกับ จเด็จ มีลาภ ซึ่งในปีเดียวกันนี้สโมสรสามารถคว้าแชมป์ฟุตบอลถ้วยพระราชทาน ก. ประจำปี 2553 มาครองไว้ได้ ซึ่งถือเป็นสมัยที่สามในประวัติศาสตร์สโมสร และจบอันดับด้วยตำแหน่งรองชนะเลิศไทยพรีเมียร์ลีกเป็นสมัยที่ 3 แต่ได้สิทธิเข้าไปเล่นรอบคัดเลือกในรายการเอเอฟซีแชมเปียนส์ลีกอีกครั้ง เพราะบุรีรัมย์ยูไนเต็ดได้ตำแหน่งชนะเลิศไทยพรีเมียร์ลีกและชนะเลิศเอฟเอคัพทั้งสองรายการ ทำให้สิทธิตัวแทนประเทศไทยอีกทีมจึงตกเป็นของชลบุรี

ปี 2555 สโมสรฟุตบอลชลบุรีเปลี่ยนผู้สนับสนุนอุปกรณ์กีฬาจากเอฟบีทีเป็นไนกี้^[3][4] และเริ่มเปิดฤดูกาลด้วยการป้องกันตำแหน่งชนะเลิศรายการฟุตบอลชิงถ้วยพระราชทาน ก. ไว้ได้อีกสมัย โดยการเฉือนเอาชนะจุดโทษสโมสรบุรีรัมย์ ยูไนเต็ด ไป 6 ประตูต่อ 5 ภายหลังเสมอในเวลา 90 นาที 2 ประตูต่อ 2 ส่วนในรายการไทยพรีเมียร์ลีกนั้น ชลบุรีทำได้เพียงตำแหน่งรองชนะเลิศ เป็นสมัยที่ 4 ส่วนจเด็จ มีลาภ ย้ายไปเป็นผู้จัดการทีมสงขลา ยูไนเต็ด

ปี 2556 สโมสรฟตบอลชลบุรีเปิดตัววรวุฒิ ศรีมะฆะ เป็นหัวหน้าผู้ฝึกสอนคนใหม่ พร้อมกันนี้ได้แต่งตั้งเทิดศักดิ์ ใจมั่น ขึ้นโค้ชและผู้เล่นอีกตำแหน่งหนึ่ง ในปีนี้จบฤดูกาลด้วยดันดับสามในลีกแต่ได้สิทธิในการเข้าร่วมรายการเอเอฟซีแชมเปียนส์ลีกในรอบคัดเลือกรอบสอง ขณะเดียวกัน วิทยา เลาหกุล ได้ประกาศลาออกจากการคุมทีมและขึ้นไปดำรงตำแหน่งประธานพัฒนาเทคนิคตามเดิม โดยแต่งตั้ง มะซะฮิโระ วะดะ จากวิสเซล โคเบะ เข้ามาทำหน้าที่แทน^[5]

ปี 2557 สโมสรฟุตบอลชลบุรี ภายใต้การคุมทีมของมะซะฮิโระ วะดะ จบฤดูกาลในตำแหน่งรองชนะเลิศทั้งรายการไทยพรีเมียร์ลีกและรายการไทยคมเอฟเอคัพ โดยพ่ายให้กับบางกอกกล๊าส 1-0 ภายหลังมะซะฮิโระ วะดะ ประกาศลาออกจากตำแหน่งผู้จัดการทีม มติผู้บริหารตัดสินใจดึง เจด็จ มีลาภ กลับมาคุมทีมอีกครั้ง

ปี 2558 สโมสรฟุตบอลชลบุรี ที่ได้จเด็จ มีลาภ กลับมาคุมทีมอีกครั้ง พาทีมจบฤดูกาลในอันดับที่สี่ แต่ได้สิทธิในการเข้าร่วมรายการเอเอฟซีแชมเปียนส์ลีกในรอบเพลย์ออฟ รอบสองแทน สโมสรฟุตบอลสุพรรณบุรี ที่ขาดคุณสมบัติเข้าร่วมรายการนี้เนื่องจากติดปัญหาเรื่องคลับไลเซนซิ่ง^[6] โดยหลังจบนัดสุดท้ายของฤดูกาลที่ชลบุรีเปิดบ้านพ่ายให้กับ สโมสรฟุตบอลสระบุรี 0-3 จเด็จ มีลาภ ได้ประกาศลาออกจากตำแหน่งผู้จัดการทีมทันที^[7] ต่อมาในวันที่ 21 ธันวาคม 2558 ผู้บริหารสโมสรได้แต่งตั้ง เทิดศักดิ์ ใจมั่น ขึ้นเป็นผู้จัดการทีมคนใหม่ของสโมสร