El 17 de septiembre de 1921, un grupo de amigos y jóvenes deportistas conocidos popularmente como 'Los Cabezotas', vinculados al Casino Eldense, fundaron formalmente el club con el fin de introducir y institucionalizar la práctica del fútbol en la ciudad de Elda. En aquella reunión constitutiva, se eligió a Joaquín Seguí Fernández como el primer presidente de la entidad. La junta fundacional se completó con Eloy Catalán Cantó como vicepresidente, Francisco Maestre como secretario y Emiliano Vera González como tesorero. La escuadra adoptó desde sus inicios la indumentaria azulgrana a rayas verticales.
Al finalizar la temporada 1955-56, el CD Eldense logró alcanzar la categoría de plata del fútbol español por primera vez. Tras consagrarse campeón de su grupo en Tercera División, el equipo eldense superó con éxito las rondas eliminatorias de promoción de ascenso, sellando su ingreso al fútbol profesional de la mano de una destacada plantilla amateur de la comarca.
En junio de 1962, la escuadra azulgrana materializó su retorno a la Segunda División. Tras una campaña regular muy sólida en la que el club demostró su jerarquía competitiva, el Eldense superó en la promoción final de ascenso a sus rivales directos y encadenó un ciclo de estabilidad institucional y deportiva en la división de plata.
El 17 de septiembre de 2021, el Club Deportivo Eldense conmemoró su centenario oficial. Al alcanzar los cien años de vida, la institución fue reconocida por federaciones y municipios como el club decano en actividad en la provincia de Alicante, habiendo preservado intacta su identidad y colores a lo largo de un siglo de competición.
El 25 de junio de 2023, el CD Eldense consumó su regreso a la Segunda División de España tras 59 años de ausencia. En la final de la promoción disputada en el Estadio Nuevo Pepico Amat frente al Real Madrid Castilla, el cuadro azulgrana igualó 3-3 en la prórroga y obtuvo el ascenso por su mejor posición clasificatoria en la fase regular.