След основаването си през 1945 година Лудогорец участва основно във "В" група. През сезон 1961/62 г. за пръв път влиза в "Б" група, но не успява да стигне до промоция в елитната дивизия. През 90-те години на 20 век тимът носи името Антибиотик.
Големият възход на Лудогорец започва през сезон 2009/10 г., когато успява да влезе от "В" в "Б" група. Точно тогава за треньор е назначен Ивайло Петев. "Зелените" печелят битката във втория ешалон и влизат в елита.
Лудогорец впечатли света, след като спечели всичко възможно още в дебютния си сезон в "А" група. Тимът, воден от Ивайло Петев, стана шампион по безапелационен начин, след като пребори рекордьорът по титли ЦСКА.
"Орлите" официализираха титлата си, побеждавайки именно "червените" с 1:0 в последния 30-кръг на сезон 2011/12. Момчетата на Петев вдигнаха безценната шампионска купа със самочувствието на гранд, който приключва с положителен баланс срещу четирите софийски отбора. Сам по себе си този факт е уникален, тъй като не е постиган досега от извънстоличен клуб.
Малко преди това Лудогорец спечели и Купата на България. На стадион "Лазур" в Бургас тимът обърна от 0:1, до 2:1 Локо (Пловдив), за да триумфира с втория по значимост трофей в българския футбол. Месец и половина по-късно "орлите" грабнаха и Суперкупата след успех над същия съперник от Пловдив, този път с 3:1.
Лудогорец узакони втората си шампионска титла буквално в последния XXX кръг на сезон 2012/13. Драматичният завършек на шампионата в полза на "орлите" затвърди още повече всеобщото мнение, че отборът на Лудогорието най-много заслужава златните медали. За пореден път тимът излезе с положителен баланс от битките с водещите отбори.
През сезон 2013/14 Лудогорец е истинският хегемон в българския клубен футбол. "Орлите" узаконяват третата си поредна шампионска титла два кръга преди края, на 7 май 2014 година след победа над Локомотив (Пловдив) с 1:0 на стадион "Лудогорец Арена".
На 15 май 2014 година Лудогорец постига Златен дубъл (втори такъв след влизането в А ПФГ), след като печели финала в турнира за купата на България срещу Ботев (Пловдив) с 1:0 след гол на Роман Безяк. Мачът се играе на стадион "Лазур" в Бургас.
С фантастичното си представяне в евротурнирите Лудогорец записа и серия постижения в Лига Европа и Шампионската лига.
Лудогорец вече е един от трите отбора в света, които имат жив талисман. Подобно на Лацио и Бенфика шампионите от скоро притежават страхотен женски орел. Феновете на Лудогорец кръстиха новия талисман на клуба - красивата орлица, Фортуна.
160 таланта от цяла България тренират и се учат на футбол в детско-юношеската школа на Лудогорец. Академията на шампиона, носител на Купата и Суперкупата за 2012 година определено е една от най-бързо проспериращите. Към днешна дата ДЮШ разполага с пет отбора в различните възръсти, както и с три подготвителни групи.