Dva mjeseca nakon što je u Zenicu stigla sloboda nakon okončanja Drugog svjetskog rata 1945. godine, na inicijativu grupe veterana i entuzijasta formiran je nogometni klub Čelik.
U maju 1945. godine odlučili su da osnuju nogometni klub, kojem su dali ime „Čelik“, što simboliše grad čelika i metalurgije.
Kao zvaničan datum osnivanja i datum obilježavanja rođendana zapisan je 16. juni, a nakon osnivanja, nogometni klub Čelik se ubrzo uključuje u sistem takmičenja i počinje da nastupa u Republičkoj ligi.
Pored Čelika u toj ligi su bili još Velež iz Mostara, Borac iz Banja Luke, Jedinstvo iz Bihaća, Proleter iz Teslića, Sloboda iz Tuzle, FK Bratstvo Travnik, FK Udarnik iz Sarajeva, i FK Sloboda iz Sarajeva.
U sezoni 1946./47. Čelik u jakoj konkurenciji osvaja četvrto mjesto, a nakon toga dolazi do reorganiziranja takmičenja, te se tehnički klub se našao u Drugoj grupi Sarajevske podsavezne lige gdje je osvojio prvo mjesto.
Do 1953. Čelik nije zabilježio neke veće uspjehe, te se shodno tome vrši reorganizacija kluba i stvara se jači klub sa većim pretenzijama, a FK Čelik mijenja ime u FK Zenica.
U sezoni 1953./54. FK Zenica osvaja prvo mjesto u Republičkoj ligi i ulazi u kvalifikacije za ulazak u Drugu saveznu ligu, gdje je protivnik je bila FK Šumadija iz Aranđelovca.
Prvu utakmicu Zenica je dobila 4:0, a drugu izgubila 2:0, I tako se FK Zenica plasirala u Drugu saveznu ligu, gdje iako učestvujući prvi put, klub u jakoj konkurenciji osvaja prvo mjesto.
Nakon toga dolazi do ponovne reorganizacije takmičenja, Druga savezna liga je podijeljena na zone, a FK Zenica se takmiči u zoni A, gdje osvaja prvo mjesto i stiče pravo učešća u kvalifikacijama za Prvu saveznu ligu, a za protivnika dobija ekipu FK Lovćena iz Cetinja.
U Cetinju je ekipa Zenice izgubila 2:1, dok je u Zenici susret završen 0:0, i Zenica se nije uspjela plasirati u Prvu ligu, što je bilo u sezoni 1955./56.
Zenica nastavlja sa igranjem u Zonskoj ligi, u sezoni 1956./57. osvaja drugo mjesto, u sezoni 1957./58. gubi odlučujuću utakmicu protiv FK Rudara u Kaknju sa 1:0 i ne ulazi u Drugu saveznu ligu.
Narednih godina ekipu Zenice zahvata velika kriza, a nakon dugih pregovora dolazi do ujedinjenja FK Zenica i mjesnog rivala FK Željezničara, i to se dešava 1959. godine, te novi klub dobija ime Radnički.
Medutim, fuzija ne daje željene rezultate i u sezoni 1959./60. FK Radnički mijenja ime u FK Čelik.
Dolaze bolji dani za klub, koji ubjedljivo osvaja prvo mjesto u Zonskoj ligi i ulazi u kvalifikacije za Drugu saveznu ligu, gdje u finalu Zeničani igraju dvije utakmice protiv ekipe NK Borova, te u prvoj utakmici na stadionu Blatuša bilo je 2:1 za Čelik, dok je u drugoj u Borovu bilo 0:0, i Čelik je postao drugoligaš.
NK Čelik se takmiči u drugoj ligi – zapad, a u sezoni 1963./64. ekipa u Zagrebu gubi odlučujuću utakmicu za ulazak u Prvu saveznu ligu, NK Lokomotiva je pobijedila 2:1.
U sezoni 1966./67. Čelik se bori s tuzlanskom Slobodom za osvajanje prvog mjesta i ulazak u Prvu ligu, gdje utakmicu odluke Zeničani igraju u Borovu protiv istoimene ekipe, a Rezultat je bio 1:0 u korist Čelika, što je bilo dovoljno za ulazak u Prvu ligu.
U Prvoj ligi Čelik ostaje samo jednu sezonu, da bi se ponovo vratio u Drugu ligu 1968./69, gdje su Zeničani opet najbolji i uspijevaju izboriti status prvoligaša, te narednih deset godina ostajju u Prvoj ligi, što je bilo to zlatno doba u klupskoj historiji.
Čelik 1971. godine po prvi put sudjeluje u Srednjoevropskom kupu i odmah ga osvaja, konkrtno, u prvom kolu Čelik je pobijedio italijansku Cataniju, i to na način da je na stadionu u Blatuši bilo 3:0, dok je u gostima Čelik izgubio 1:0, potom, Zeničani pobijeđuju i mađarski Diósgyőri sa 1:0, 4:1, te u polufinalu eliminišu mađarski MTK pobjedom od 1:0 i remijem rezultatom 1:1, da bi u finalu ekipu Čelika čekala ekipu Austria iz Salzburga na neutralnom terenu u talijanskoj Gorizi, a rezultat je bio 3:1 za Zeničane, i klub po prvi put osvojio Srednjoevropski kup.
Godine 1972. u istom kupu Čelik je savladao čehoslovačku Spartu iz Praga i mađarski Honved iz Budimpešte, da bi se završnici sastajo sa italijanskom Fiorentinom 23. avgusta 1972, gdje su Zeničani odigrali 0:0 u Italiji, a 4. oktobra na novom stadionu pobjedili ovog rivala rezultatom 1:0 i tako po drugi put osvoojili Srednjovuropski kup.
Godine 1973. Čelik ponovno nastupa u Srednjoevropskom kupu, ali ovaj put gubi u završnici, a replika pehara kojeg je zenički klub osvojio u ovom tačmičenju i danas se nalazi na stadionu “Bilino polje”.
U sezoni 1974./75. Čelikovi omladinci osvajaju kup Jugoslavije pobijedivši Hajduk iz Splita rezultatom 2:0, što je bio također bio veliki uspjeh kluba u tadašnjim državnim okvirima.
Te godine zenički klub sudjeluje u novom evropskom takmičenju koje je nazvano Rapan Cup ili Intertoto kup, gdje u prvom kolu pobjeđuju švedski Elsburg rezultatom 2:0 u Zenici, dok je u Švedskoj bilo neriješeno 1:1, da bi sljedeći protivnik bio portugalski Setubal, koji također eliminišu na način da je su Portugalu poraženi rezultatom 1:0, a na “Bilinom Polju” bilo je 2:0 za Čelik, te je klub osvojio prvo mjesto u grupi i u svoju vitrinu je dodao još jedan evropski trofej.
Sve do sezone 1978./79. Čelik je igrao u Prvoj ligi, a u ovoj sezoni Zeničani u zadnjoj utakmici s OFK Beogradom na “Bilinom polju” nisu uspjeli sačuvati prvoligaški status, rezultat je bio 1:1, međutim, nakon godine dana igranja u Drugoj ligi, Čelik se u sezoni 1980./81. vraća u društvo najbolji, gdje ostaje samo jednu sezonu i opet ispada u Drugu ligu.
U sezoni 1981./82. Čelik u Vinkovcima igra odlučujuću utakmicu za ulazak u društvo najboljih, međutim, vinkovački Dinamo je bio bolji i pobijedio je rezultatom 5:0, ali već sljedeće sezone zenički klub uspijeva ponovo ući u Prvu saveznu ligu, gdje je opet proveo samo jednu sezonu, da bi u sezoni 1984./85. u utakmici sa Solinom osigurali ponovni ulazak u društvo najboljih.
U sezoni 1985./86. Čelik je u posljednjem kolu uspio sačuvati prvoligaški status nakon dvije utakmice s Rijekom, jer je zadnje kolo bilo poništeno zbog namještanja rezultata, te sezonu završava na 16. mjestu.
U sezoni 1987./88. dolazi do afere oko namještanja rezultata u utakmicama Prve savezne lige, i tako je Čelik, nakon što je u Prištini gubio 2:0 u posljednje 2 minute dao tri gola i pobjedom osigurao prvoligaški status, a ova je utakmica vrlo dobro poznata široj sportskoj javnosti po aferi namještanja utakmica.
Čelik i narednu sezonu igra u Prvoj ligi s kaznenih -6 bodova, da bi nakon toga zbog krize u klubu pao u niži rang natjecanja.
Uskoro je u Bosni i Hercegovini započeo rat, i mnogi igrači napustili su klub, a 1994. počinju prva takmičenja i NK Čelik se uključuje u takmilenje koje organizira NS BiH.
Prva sezona igrala se 1994. i 1995. godine, koju je Čelik osvojio bez poteškoća, a također je osvojio i kup iste sezone, da bi sljedeću sezonu ponovio osvajajući kup i prvenstvo, a onda godinu dana poslije zenički klub ponovno osvaja prvenstvo i postaje prvi trostruki prvak Lige NS BiH.
Nakon ovoga dolazi do serije “neuspjeha” jer se Čelik na tabeli često držao od 2. pa do 9. mjesta, ali je i dalje ostao jedan od najjačih klubiva u BiH, te je 2001. godine, nakon dvadeset i sedam godina ponovo nastupao u Intertoto kupu, pobijedivši ekipu turskog Denizlispora sa 1:0 u Zenici i 5:3 u Turskoj, ali je potom poražen u dvomeču od belgijskog KAA Genta, na način da su je pobijedio u Zenici rezultatom 1:0, a izgubio u Belgiji sa 2:0.
Na kraju sezone 2007./08. Čelik je osvojio 3. mjesto u Premijer ligi Bosne i Hercegovine i time stekao pravo nastupa u posljednjem izdanju Intertoto kupa, gdje je za protivnika je dobio crnogorski klub Grbalj, od kojeg je poražen, zbog čega je Čelik ispao iz daljnjeg natjecanja, i to na način da je u prvoj utakmici u Zenici bilo 3:2 za Čelik, dok je u uzvratu u Nikšiću bilo 2:1 za Grbalj.
Od te sezone 2007./08. NK Čelik je i narednih sezona igrao u Premijer ligi Bosne i Hercegovine, bez nekih većih uspjeha, da bi u sezoni 2019/20 klub zbog novčanih dugova bio izbačen iz najjačeg kluposkog takmičenja u BiH, te se preselio u najniži rang takmičenja, Kantonalnu ligu ZDK.
U sezoni 2020./21. NK Čelik bez ijednog poraza osvaja Kantonalnu ligu ZDK, te će u narednoj sezoni igrati u trećem rangu nogometnog takmičenja u BiH, Drugoj ligi FBiH – grupa Centar.
Grb NK Čelik se nije bitno mijenjao kroz historiju, konkretno, do 1992. godine na grbu se nalazio poprečni presjek šine, zvijezda petokraka, te slika lopte koja se koristila u vrijeme osnivanja kluba, a dd 1992. godine mjesto petokrake i šine je zauzeo bosanski ljiljan, dok je lopta ostala nepromijenjena u prvih nekoliko sezona Prve lige Republike BiH.
