W sezonie 1995/1996 klub awansował do ekstraklasy, w której w sezonie 1996/1997 klub zajął 3. miejsce w tabeli końcowej tuż za Widzewem Łódź i Legią Warszawa oraz dotarła do półfinału Pucharu Polski, w którym uległa w późniejszemu triumfatorowi rozgrywek – Legii Warszawa. Klub grał w rozgrywkach Pucharu UEFA 1997/1998 oraz trzykrotnie w rozgrywkach Pucharu Intertoto (1997, 2003, 2004). Sezon 2001/2002 był jednym z najlepszych w historii gry Odry w ekstraklasie, gdyż po rundzie jesiennej klub został mistrzem jesieni. Po meczu z KSZO Ostrowiec Św. cała drużyna Odry, klęcząc na jednym kolanie, została pasowana przez trenera Ryszarda Wieczorka na „Rycerzy jesieni”Rycerze jesieni [data dostępu: 2004-12-18].. W sezonie 2008/2009 klub dotarł do finału Pucharu Ekstraklasy, w którym przegrał ze Śląskiem Wrocław 0:1. Po fatalnej rundzie jesiennej w sezonie 2009/2010 władze klubu na rundę wiosenną zakupiły szereg renomowanych piłkarzy, a nowym trenerem został Marcin Brosz.