Дебют в первенствах страны состоялся в 1976 году, когда «Газовик» заменил во второй лиге чемпионата СССР другой оренбургский клуб — «Локомотив». Отыграв во второй лиге 7 сезонов, в 1983 году команда не смогла заявиться на новый сезон и следующие 7 лет выступала в КФК. В 1990 году «Газовик» вновь заявляется во вторую лигу, но особых успехов не добивается, заняв по итогам сезона 15-е место, а через год — 18-е.

1992 год «Газовик» провёл во второй лиге, а в 1993, заняв последнее место, выбыл в третью лигу, где провёл 4 сезона. В 1998 году после сокращения третьей лиги «Газовик» вновь вернулся в состав участников второго дивизиона, где выступал до 2010 года в зоне «Урал-Поволжье». В 2010 году «Газовик» впервые вышел в первый дивизион. По итогам сезона 2011/12 занял 16 место и вылетел во второй дивизион.

В 2013 году «Газовик» во второй раз в своей истории вышел в первый дивизион, оформив путёвку в ФНЛ за тур до окончания чемпионата. В сезонах 2013/14 и 2014/15 «Газовик» занимал 5 место в ФНЛ. В 2015 году вышел в полуфинал кубка России, где уступил московскому «Локомотиву» в серии пенальти (1:1; 3:4 пен.). В 2016 году «Газовик» стал победителем Кубка ФНЛ.

16 мая 2016 года «Газовик» впервые в своей истории оформил выход в РФПЛ по итогам сезона 2015/16.

25 мая 2016 года клуб был переименован в «Оренбург»,в том числе и после заявления президента РФС Виталия Мутко о том, что «не должно быть в одной лиге клубов, принадлежащих одной структуре», генеральным спонсором оренбуржцев является «Газпром добыча Оренбург» — дочернее предприятие ПАО «Газпром», спонсора петербургского «Зенита».

30 мая 2016 года ФК «Оренбург» опубликовал новый логотип клуба.

В сезоне 2016/2017 «Оренбург» занял 13 место и в переходных матчах уступил «СКА-Хабаровск» (0:0; 0:0 (3:5, пен.)) и вылетел в ФНЛ.

6 мая 2018 года ФК «Оренбург» вернулся в РПЛ.

По итогам сезона 2018/19 РПЛ занял 7 место (высшее достижение клуба в истории).

Стадион

Команда выступает на стадионе «Газовик», расположенном в посёлке Ростоши на окраине Оренбурга. В сентябре 2016 года была завершена реконструкция стадиона: были возведены 4 новые трибуны с крышей, накрывающей все посадочные места для зрителей. После реконструкции вместимость стадиона была увеличена с 4524 до 6298 мест (при этом руководством клуба заявлялась цифра в 7500 мест). В зимний перерыв сезона 2016/2017 за счёт более рационального использования пространства на Северной и Восточной трибунах были добавлены ещё несколько рядов зрительских мест и общая вместимость увеличилась до 7500 мест.

До того, как был построен стадион «Газовик» в Ростошах, команда играла домашние матчи на стадионе «Динамо» в центре Оренбурга.

В мае 2016 года власти Оренбурга объявили, что планируют построить в городе новый стадион, соответствующий всем современным требованиям, прототипом которого будет являться «Арена Химки».