Największe sukcesy klub odnosił w latach 50. i 60. W 1955 roku piłkarze zostali wicemistrzami Polski, a w 1962 i 1963 roku zdobyli Puchar Polski pokonujac w finale Gónika Zabrze i Ruchu Chorzów. W 1962 roku klub przyjął nazwę Górniczy Klub Sportowy Zagłębie Sosnowiec. Drużyna brała udział w europejskich pucharach i prestiżowych turniejach międzynarodowych, rywalizując m.in. z zespołami z Węgier, Grecji, Niemiec czy Czechosłowacji. W 1964 sosnowiczanie zostali mistrzami International Soccer League, czyli międzynarodowej ligi, która promowała w Stanach Zjednoczonych piłkę nożną.
1963/1964 Podczas przygotowań do rozgrywek sezonu 1963/1964 zespół po raz pierwszy wystąpił w rozgrywkaxch Pucharu Intertoto. W rozgrywkach zmiezył się z drużynami Motor Jena Veleż Mostar i Slovan Bratysława. Zagłębie wygrało wszystkie spotkania: Z Motorem Bratysława 2:0 i 0:2 z Veleżem 4:1 i 1:4 i Slovanem 1:0 i 0-1 i zajęło 3 miejsce. W pierwszym meczu sezonu Zagłębie zremisowało 1:1 z debiutującą w rozgrywkaxch I ligi Unią Racibórz. W kolejnych dwóch spotkaniaxch Zagłębie pokonało 2:1 Arkonię Szczecin i Wisłę Kraków oraz wygrało 2:0 Legią Warszawa u siebie. W piątej kolejne Zagłębie doznało pierwszej w sezonie porazki z drużyną Górnika Zabrze 1:7.