W spotkaniach, które odbyły się 12 i 13 maja 2012 w Kwidzynie oraz 19 maja 2012 w Mielcu, odniosła trzy zwycięstwa (34:33, 31:27, 33:27), zdobywając brązowy medal mistrzostw Polski. W sezonie 2011/2012 Stal Mielec przystąpiła ponadto do gry w Challenge Cup, w którym w 3. rundzie przegrała z greckim AC Diomidis Argous (54:57 w dwumeczu, który odbył się w Mielcu), odpadając z dalszej rywalizacji.
W rundzie zasadniczej sezonu 2012/2013 Stal Mielec odniosła 14 zwycięstw, zanotowała jeden remis i poniosła siedem porażek, plasując się na 3. miejscu w tabeli. W ćwierćfinale play-off przegrała z MMTS-em Kwidzyn, co uniemożliwiło jej walkę o medale. Ostatecznie zakończyła rozgrywki na 5. pozycji, pokonując najpierw Piotrkowianina Piotrków Trybunalski, a później KS Zabrze. W sezonie 2012/2013 Stal przystąpiła również do gry w Pucharze EHF. W 1. rundzie zdecydowanie pokonała turecki Nilüfer Belediyespor (84:50 w dwumeczu, który odbył się w Mielcu), natomiast w 2. rundzie, której spotkania rozegrano 13 i 20 października 2012, przegrała z duńskim Team Tvis Holstebro (29:26 w Mielcu i 24:30 w Holstebro). W sezonach 2013/2014 i 2014/2015 mielecki zespół nie przebrnął w fazie play-off ćwierćfinału, kończąc zmagania na 5. i 6. miejscu. W sezonie 2015/2016 zajął w Superlidze spadkową, 11.