1903年4月26日，俱乐部作为毕尔巴鄂竞技的分支俱乐部诞生于巴斯克年轻人中。恩里克·阿连德被任命为俱乐部的第一任主席。当时球队的球衣是蓝白相间的剑条衫，并配以黑色或白色的球裤。5月2日，俱乐部的会员们完成了马竞历史上的第一场比赛。

　　1911年1月22日，球队开始改穿红白竖条球衣、深蓝色球裤。彼时当地流行红白色相间的床罩，“床单军团”的绰号便由此诞生。

　　随着马竞一步步地向西班牙大俱乐部的档次靠拢。俱乐部主席胡利安·鲁埃特决定建造一座新球场。1913年2月9日，奥多奈尔球场投入使用。

　　20世纪20年代，球队崭露头角。1921年1月23日，球队在马德里地区赛中获得冠军，拿下了俱乐部历史上的第一个冠军头衔。此外球队在1925年和1928年两度夺得地区赛冠军。

　　1921年，俱乐部正式从毕尔巴鄂竞技独立，并在西班牙国王杯决赛中不敌毕尔巴鄂竞技，屈居亚军。1923年5月13日，马德里大都会球场正式成为球队主场。1926年，球队打入西班牙国王杯决赛，但在决赛中负于巴萨，再度屈居亚军。

　　1928年，马德里竞技被邀请加入第二年开始举办的西班牙足球甲级联赛。两个赛季后，球队降级至西班牙足球乙级联赛。1934年，球队短暂返回西甲，但在1936年再次降级。恰逢西班牙内战爆发，联赛停摆，球队的降级被推迟了。最终马竞在附加赛中战胜西乙冠军奥萨苏纳，成功留在西甲。

　　1939年，内战结束后，球队与西班牙空军跳伞运动队合并，更名为马德里航天竞技队。1939/40赛季，在里卡多·萨莫拉的带领下，球队夺得队史首个西甲冠军，并在1941年成功卫冕。

　　1947年，球队决定更名为马德里竞技，此名称沿用至今。同年，球队在主场5-0击败皇家马德里，这是球队在马德里德比中取得的最佳战绩。

　　1949年8月11日，艾伦尼奥·赫雷拉成为球队主教练。在他的带领下，球队于1949/50赛季和1950/51赛季连续夺得西甲冠军。

　　1952/53赛季，由于不断的伤病和严重的阵容不整，球队仅排联赛第7。接下来的赛季更是跌到了联赛第9名。1954/55赛季，球队位居西甲第8名。在连续2个赛季（1955/56、1956/57）排名联赛第5后，俱乐部主席哈维尔·巴罗索决定加大投入以提高球队的成绩。1957/58赛季，球队在西甲赛场以3分的劣势落后皇马，屈居亚军，获得欧洲冠军俱乐部杯的参赛资格。

　　1958/59赛季，球队首次参加欧冠，在1/8决赛重赛3-1击败保加利亚的索菲亚中央陆军，在1/4决赛中4-1击败德国的沙尔克04。在半决赛中，马竞首回合在伯纳乌球场1-2负于皇马，但次回合马竞在主球场1-0击败对手。由于当时并没有客场进球制度，双方需要再次重赛。在罗马雷达体育场举行的重赛中，马竞1-2不敌皇马，止步四强。

　　1959/60赛季，球队仅仅在西甲联赛中排在第5名，但在西班牙国王杯赛场一路晋级国王杯决赛。在决赛中，球队3-1战胜皇马，捧起了俱乐部历史上首座国王杯冠军奖杯。

　　1960/61赛季，球队连续第二年在国王杯决赛中与皇马相遇，最终球队以3-2再度击败对手，夺得冠军。

　　1961/62赛季，球队在欧洲优胜者杯决赛的重赛中以3-0战胜意大利的佛罗伦萨，夺得队史第一座欧洲赛事的冠军奖杯。次年，球队再度打入优胜者杯决赛，但以1-5负于英格兰的托特纳姆热刺，未能成功卫冕。

　　1964年初，比森特·卡尔德隆出任俱乐部主席。1964-65赛季，球队西甲冠军争夺战中不敌皇马。但在杯赛赛场，球队晋级国王杯决赛。在决赛中，球队1-0战胜萨拉戈萨，第3次夺得国王杯冠军。

　　1965/66赛季，马德里竞技凭借国王杯冠军的身份参加欧洲优胜者杯，但在1/4决赛中被多特蒙德淘汰。此后球队全心投入西甲联赛，以巨大优势夺得西甲冠军。

　　1966年10月2日，新球场曼萨纳雷斯球场正式投入使用。1966/67赛季，球队的表现不够稳定，仅获得第4名。

　　1967年，俱乐部将主力射手卖给了巴萨。1967-68赛季起，球队连续两年仅获联赛第6。

　　1969/70赛季，球队名宿马塞尔·多明戈担任球队的主教练，率队夺得俱乐部历史上第6个西甲冠军。

　　1970/71赛季，球队在西甲联赛中排在第3名。在欧洲赛场，球队与欧冠半决赛被阿贾克斯淘汰。

　　1972年，为了表彰俱乐部主席卡尔德隆为俱乐部作出的贡献，俱乐部将主场曼萨纳雷斯球场改名为卡尔德隆球场。同年，球队在西甲联赛中排名第4，并杀进了国王杯决赛。面对西甲亚军巴伦西亚，马竞2-1战胜对手，夺得队史第4个国王杯冠军。次年，球队卫冕西甲冠军。

　　1974年，球队在西甲赛场排名第二。在欧洲赛场，球队与拥有弗朗茨·贝肯鲍尔和盖德·穆勒的拜仁在欧冠决赛会师。双方鏖战90分钟没有进球，比赛进入加时赛，在第114分立即博在线注册钟的时候阿拉贡内斯一粒任意球攻破了拜仁球门，马竞1-0领先。在终场哨响前的几秒，很少向前进攻的拜仁后卫汉斯-格奥尔格·施瓦岑贝克突然向前进攻，在距离球门40米远的地方完成世界波破门。当时欧洲冠军俱乐部杯规定，在120分钟内打平不靠点球大战定胜负，而是加赛一场。于是，马竞和拜仁举办了迄今为止唯一一场欧冠重赛。最终马竞0-4负于拜仁，从此之后40年再也没有进过欧冠决赛。

　　1974年，卡尔德隆任命刚刚退役的阿拉贡内斯为球队主教练。在他执教的第一个赛季，球队在西甲联赛在排名第6，在国王杯决赛中也负于皇马屈居亚军。但由于欧冠卫冕冠军拜仁慕尼黑弃权，马德里竞技作为亚军参加了日本举行的洲际杯，经过两个回合的激战，马竞以3-0的总比分将独立队斩落马下，在荣誉室的最高处放上了洲际杯。 第二个赛季，球队完成了重回联赛前三的目标，并夺得队史第5个国王杯冠军。

　　1976/77赛季，球队在西甲联赛中第8次夺魁。 在欧洲优胜者杯中，球队止步于半决赛，拦路虎是德国的汉堡。

　　1977/78赛季，球队在欧冠1/4决赛中被比利时的布鲁日淘汰。在西甲联赛中，马竞也仅仅获得了第6名。1978/79赛季，球队在西甲联赛中取得第3名。

　　1979/80赛季，经济原因影响了马德里竞技的表现。在欧联杯中，球队于首轮即遭到淘汰。在西甲联赛也得到了近20年来最差的排名——第13名。俱乐部主席卡尔德隆也辞去了俱乐部主席的职务。

　　1980/81赛季开始以前，俱乐部开始已经为经济危机所困扰。该赛季的球队取得联赛第3名，成功进军下赛季的欧联杯。1981/82赛季，球队在联盟杯首轮比赛中即被葡萄牙的博阿维斯塔淘汰，在西甲联赛中也仅排名第8。

　　1982/83赛季，球队又一次在欧联杯首轮出局，这次淘汰马竞的是荷兰的格罗宁根。不过在西甲联赛中，球队以第3名的成绩保住来年进军欧洲联盟杯的资格。1983-84赛季，球队排名第4。

　　1984/85赛季对马德里竞技来说是那段时间为数不多的一个成功赛季，虽然他们再次在欧洲联盟杯第一轮遭到淘汰，但是在国内赛场取得了西甲亚军，并且杀入了国王杯决赛。面对毕尔巴鄂竞技，球队2-1战胜对手，夺得队史第6座国王杯奖杯。这一年，马竞还击败了西甲卫冕冠军巴萨，取得了西班牙超级杯冠军。

　　1985/86赛季，马竞在西甲联赛中位列第5名，在欧洲优胜者杯中杀入决赛。但在决赛中0-3不敌基辅迪纳摩，屈居亚军。

　　1987年，卡尔德隆突发心脏病去世，赫苏斯·希尔成为俱乐部主席。 在希尔的领导下，马竞开启了一系列复兴计划。

　　1990/91赛季，球队取得西甲亚军。在国王杯中，球队杀入决赛，并在决赛中1-0力克马略卡，夺得队史第7个国王杯冠军。

　　1991/92赛季，球队在伯纳乌举行的国王杯决赛中2-0力克皇马，夺得队史第8个国王杯冠军。在西甲赛场，球队取得第3名。

　　在看似重回正轨的几个赛季后，马竞在1993/94和1994/95赛季分别取得第12名和第14名。

　　1995年夏天，希尔请来了南斯拉夫人拉多米尔·安蒂奇重组球队。1995/96赛季，球队实现了队史上第一个双冠王——第9个西甲联赛冠军和第9个国王杯冠军，其中球队在国王杯决赛击败了约翰·克鲁伊夫麾下的巴萨。

　　凭借上赛季获得的西甲冠军，马竞得以参加1996/97赛季的欧冠，但在半决赛中被荷兰的阿贾克斯淘汰。在西甲联赛中，球队夺得第3名。在国王杯赛场上，球队于半决赛被巴萨淘汰。

　　1998/99赛季，意大利人阿里戈·萨基接替安蒂奇成为球队主教练，但萨基的战术并不奏效。当球队从欧冠小组赛中铩羽而归之后，萨基被解雇，功勋教练安蒂奇重回球队出任救火教练。但是积重难返的球队最终仅仅在西甲联赛中位居13名。在欧洲联盟杯中，球队于半决赛被意大利的帕尔马淘汰。

　　1999/2000赛季，希尔又任命在巴伦西亚取得成功的意大利教练克劳迪奥·拉涅利为主教练。虽然当时俱乐部拥有刚刚从英超利兹联队转会来的当年联赛最佳射手吉米·哈塞尔巴因克，但球队在拉涅利的率领下走入降级区。2000年春天，拉涅利将第19名的联赛排名的马竞交给了安蒂奇。尽管在国王杯中晋级决赛，但球队还是降入了乙级。

　　2000/01赛季，希尔聘请费尔南多·赞布拉诺为球队主教练。由于主力纷纷离队，球队不得不依靠一些年轻的球员去争取胜利。赞布拉诺在俱乐部急躁的获胜心理驱使下未能将球队有效整合，不久被马科斯·阿隆索替代。2001年冬窗，球队引进了几位球员并将俱乐部历史巨星福特雷请回来担任体育主管一职。这几个举措为下半赛季马竞的成绩带来了积极的因素，不久球队就开始整体复苏，取得一连串的胜利并进入升级区。但希尔主席仍旧不满足，并将B队教练任命为主教练，虽然新帅率队在最后7场比赛中保持不败，但最终球队还是以净胜球的劣势留在了西乙。

　　2001年夏天，希尔请回阿拉贡内斯。2001/02赛季，球队9轮战罢即占据积分榜榜首，并从此一路领跑积分榜，夺得西乙冠军，重返西甲赛场。

　　2007/08赛季，球队在西甲联赛取得第4名，自1996/97赛季后再次获得欧冠资格。此后一个赛季，球队再度夺得第4名。

　　2009/10赛季，球队在赛季初出现一连串的败仗和失球。2009年10月21日，马竞在欧冠小组赛中0-4负于切尔西，主教练阿贝尔·雷西诺下课。俱乐部在尝试遨请米歇尔·劳德鲁普失败后，便任命奎克·弗洛雷斯为球队主教练。该赛季，球队在西甲联赛中仅排名第9，在欧冠中也以小组第三进入欧罗巴联赛淘汰赛并一路杀入决赛。在决赛中，球队历经加时以2-1战胜富勒姆，夺得欧洲联盟杯改制后的首届冠军。与此同时，球队也杀进国王杯决赛，但在决赛中0-2不敌塞维利亚屈居亚军。

　　2010年夏天，球队在欧洲超级杯中2-0战胜“三冠王”国际米兰，队史首次夺得欧洲超级杯冠军。2010/11赛季，球队仅以第七名结束西甲联赛征程，更在欧联小组赛中被淘汰出局。这一连串的失败最终导致了教练奎克·弗洛雷斯在赛季结束前离任，前塞维利亚教练格雷戈里奥·曼萨诺接任主教练职务。但曼萨诺也因为成绩与更衣室问题而在2011年12月被俱乐部解雇。

　　2011年12月，西蒙尼出任球队主教练。上任后，西蒙尼率队一路晋级欧联决赛，并在欧联决赛中3-0战胜毕尔巴鄂竞技，三年中第二次赢得这项赛事的冠军。

　　2012/13赛季，球队在季初的欧洲超级杯中4-1战胜欧冠卫冕冠军切尔西，夺得冠军。在国王杯赛场上，球队晋级决赛，并在决赛中2-1击败若泽·穆里尼奥的皇马，夺得国王杯冠军。同时也终结了球队在马德里德比中14年25场不胜的历史。

　　2013/14赛季，马竞在半程以净胜球劣势排名积分榜第二。第22轮，球队开始领跑积分榜。 西甲37轮战罢，球队积89分领跑，巴萨则积86分排名次席，当时皇马积84分，已经无缘冠军争夺，球队末轮的对手正是巴萨，只需一场不败即确保冠军。比赛开始之后，阿莱克西斯·桑切斯远射破门让巴萨一度接近了西甲冠军奖杯，迭戈·戈丁头球破门扳平。比赛第63分钟，莱奥·梅西凌空爆射破门。不过主裁判拉霍斯以梅西越位在先吹掉了这粒决定西甲冠军归属的进球。最终比分定格在了1-1，球队以3分的优势力压巴萨，时隔19年再次夺得西甲冠军。在欧冠赛场，球队以小组头名出线，并在淘汰赛相继淘汰AC米兰、巴萨和切尔西，队史第二次挺入欧冠决赛。 决赛对阵皇马，球队在领先一球的情况下于补时阶段被塞尔希奥·拉莫斯绝平，历经加时赛最终1-4不敌对手，屈居欧冠亚军。

　　2014年夏天，俱乐部买入前锋格列兹曼、马里奥·曼朱基奇、门将扬·奥布拉克，并迎回外租的中场萨乌尔·尼格斯。 2014/15赛季，球队于赛季初的西班牙超级杯中击败皇马夺得冠军。在西甲联赛中，球队取得第3名。在欧冠赛场，球队于1/4决赛被皇马淘汰，止步八强。

　　2015年夏天，俱乐部买入扬尼克·卡拉斯科、斯特凡·萨维奇。2015/16赛季，球队以出色的防守曾长期处于积分榜第二名的位置，但在西甲第37轮负于莱万特，提前一轮退出冠军争夺，最终获得第3名。在欧冠赛场，球队以小组第一晋级淘汰赛，并相继淘汰荷甲卫冕冠军PSV埃因霍温、西甲卫冕冠军巴萨、德甲卫冕冠军拜仁挺入决赛。 决赛再度对阵皇马，对手在上半场依靠拉莫斯的越位进球取得领先，卡拉斯科于下半场扳平，历经加时双方战成平局。在点球大战中，胡安弗兰罚失点球，最终球队点球3-5不敌对手，三年内两度饮恨欧冠决赛，成为首支前三届欧冠决赛全部告负的球队。

　　2016/17赛季，球队在西甲赛场取得第3名，国王杯和欧冠均止步半决赛。

　　2017年夏窗，俱乐部受国际足联转会禁令影响而无法进行引援。 在2017/18赛季初的欧冠小组赛中，球队以小组第三征战欧联并一路杀入决赛。在决赛中，球队3-0击败马赛，继2010年和2012年之后第三次赢得该项赛事的冠军。在西甲赛场，球队取得第2名。

　　2018年夏天，俱乐部买入中场托马·勒马尔和罗德里。 2018/19赛季，球队在季初的欧洲超级杯中击败皇马夺得冠军。在西甲赛场，球队取得第2名。在欧冠赛场，球队以小组第二晋级淘汰赛，并在1/8决赛首回合2-0击败尤文图斯，但在次回合被对手三球逆转，止步十六强。

　　2019年夏天，俱乐部买入前锋若昂·菲利克斯、中场马科斯·略伦特、后卫基兰·特里皮尔。 2019/20赛季，球队在西班牙超级杯决赛中对阵皇马，双方在120分钟内0-0战平。点球大战，球队1-4不敌对手，屈居亚军。 在西甲联赛中，球队开局不利，但在下半程重回正轨，以18胜16平4负积70分的战绩排在第3名。在欧冠赛场上，球队以4-2的总比分将卫冕冠军利物浦淘汰，挺进欧冠八强。但在1/4决赛中被德甲劲旅RB莱比锡淘汰，无缘欧冠四强。

　　2020年夏窗，马竞先后签下路易斯·苏亚雷斯、杰弗里·孔多比亚。2020/21赛季，西蒙尼尝试将442阵型转变为让特里皮尔和卡拉斯科在两翼向前推进的352阵型。新阵型颇具成效，球队在西甲前10轮中仅丢两球，取得了8胜2平的不败战绩，并缔造了跨赛季联赛连续26场不败的队史纪录。16轮联赛战罢，马竞少赛2轮即锁定西甲半程冠军。2020年全年，球队在主场迎来的各项赛事里保持不败。19轮战罢，球队豪取50分，少赛1场仍领先皇马和巴萨10分。然而在2月，球队状态出现下滑，连续8场比赛出现丢球，在终结连续448天主场不败的同时亦创下了球队在西蒙尼时代最长的连续丢球纪录。 在第19轮之后的10轮比赛中，球队4胜4平2负，仅获16分，一度出现被皇马和巴萨反超的危机。与此同时，在欧冠赛场上，球队于1/8决赛以0-3的总比分被切尔西淘汰出局。西甲第37轮，球队2-1逆转战胜奥萨苏纳，以2分优势领先皇马。 第38轮，球队2-1逆转战胜巴拉多利德，时隔7年再度夺得西甲冠军。

　　2021年夏窗，俱乐部引进德保罗和勒孔特。2021/22赛季，球队在欧冠小组赛前5轮积4分排名小组垫底。最后一轮，球队在客场3-1战胜波尔图，积7分以小组第二的身份出线。在西班牙超级杯中，球队于半决赛以1-2负于毕尔巴鄂竞技，无缘决赛。在国王杯中，球队于1/8决赛以0-2不敌皇家社会，被淘汰出局。在欧冠淘汰赛，球队于1/8决赛以2-1的总比分击败曼联，晋级八强。但在1/4决赛中以0-1的总比分负于曼城，止步八强。西甲第36轮，球队2-0战胜埃尔切，提前锁定下赛季欧冠席位。

　　2022年夏窗，俱乐部送走苏亚雷斯、弗尔萨利科、埃克托·埃雷拉、内乌恩·佩雷斯，签下维特塞尔、萨穆埃尔·利诺、莫利纳、雷吉隆。 欧冠小组赛前5轮战罢，球队以1胜2平2负积5分排在小组第三，提前一轮无缘欧冠十六强。 最后一轮，球队客场1-2不敌波尔图，队史首次在欧冠小组赛垫底，并创下西班牙球队参加欧冠小组赛第4低的积分纪录。在0-1不敌马略卡后，马竞连续5场不胜，追平西蒙尼执教时代球队最长的连续不胜纪录。2023年，马竞签下孟菲斯·德佩。