Korzenie Zagłębia sięgają 1906 r., gdy powstał KS Milowice (dzielnica Sosnowca). Nazwa później się zmieniała, po II wojnie światowej były m.in. Unia i Stal, a Zagłębie pojawiło się w 1962 r.
W latach 60. i 70. Zagłębie było czołową piłkarską siłą w kraju. Zespół cztery razy zdobył wicemistrzostwo Polski (ostatnio w 1972 r.), trzy razy brąz, czterokrotnie wywalczył Puchar Polski (ostatnio w 1978 r.). Sześciokrotnie grał w europejskich pucharach. W Zagłębiu są też sekcje koszykówki (dwa mistrzostwa Polski) oraz hokeja.
W XXI w. piłkarze najczęściej grali na zapleczu ekstraklasy. W elicie w tym czasie spędzili tylko dwa sezony. W sezonie 2007-2008 zespół spadł, a o kolejny szczebel został karne zdegradowany za udział w procederze korupcyjnym (trafił do II ligi, czyli na trzeci poziom). Do ekstraklasy wrócił w 2018 r., tylko na rok. A w poprzednich rozgrywkach w kiepskim stylu spadł do II ligi, zajmując ostatnie miejsce.
Ten pechowy rok był burzliwy. Klub z taką marką przyciągał znanych ludzi. W styczniu udział w spółce kupił Rafał Collins (biznesmen z branży samochodowej, znany także z programów internetowych), w maju ogłosił... ich sprzedaż. Oprócz zmian właścicielskich, było aż 4 trenerów: Krzysztof Górecko, Artur Derbin, Aleksandr Chackiewicz i Marek Saganowski (od kwietnia).
Zespół grał na nowym stadionie ArcelorMittal Park, spełniającym wymogi Ligi Mistrzów (tam w eliminacjach grał Raków Częstochowa).
Wśród znanych piłkarzy związanych z Zagłębiem jest m.in. Jan Urban, były reprezentant Polski, obecnie trener.
Sosnowiec szczycić się może wielkimi sukcesami siatkarzy. Płomień Milowice były pięciokrotnym mistrzem Polski kobiet i dwukrotnym mężczyzn. Męski zespół w 1978 r. jako pierwszy w historii polskiego sportu triumfował w rozgrywkach europejskich, zdobywając Puchar Europy Mistrzów Krajowych (obecnie to Liga Mistrzów).
