Po koncu vojne je nogomet v Ljubljani in Sloveniji ponovno zaživel. SK Ljubljana se je leta 1945 udeležil prvega povojnega prvenstva Jugoslavije, konec leta pa se pridružili združitvi dveh drugih klubov (ŠD Tabor in ŠD Udarnik). Nastal je nov veliki klub, NK Enotnost, ki se je že tri leta pozneje preimenoval v NK Odred. Odred se je leta 1953 prvič uvrstil v prvo zvezno nogometno ligo, a tam ostal le eno sezono. Leta 1961 je prišlo do kratkotrajne spremembe imena v ND Triglav, vendar pa se je že polovici sezone klub preimenoval v Akademski nogometni klub Olimpija. V sezoni 1964/65 si je Olimpija pred 15.000 gledalci z zmago nad banjaluškim Borcem priigrala uvrstitev v 1. zvezno jugoslovansko ligo, kjer je ostala še celih 19 let.  Poleg tekem 1. Zvezne lige so bili že takrat najbolj zanimivi in obiskani derbiji proti NK Maribor. Šestega aprila 1964 se je tako na stadionu za Bežigradom zbralo kar 19.994 gledalcev, kar še danes velja za rekord obiskanosti katere koli nogometne tekme pri nas. Olimpija je v tem obdobju blestela, leta 1970 se je uvrstila v finale pokala, kjer je na koncu v skupnem seštevku le za las izgubila proti Crveni Zvezdi (2:2 in 0:1 – v 120. minuti podaljška). Kljub porazu si je priigrala nastopanje v pokalu pokalnih zmagovalcev.

1945 – 1991

Od leta 1966 do leta 1984 je Olimpija dvakrat igrala v polfinalih jugoslovanskega pokala, dvakrat se je uvrstila tudi v pokal Velesejemsjkih mest (predhodnik pokala UEFA) v jugoslovanski zvezni ligi pa je zasedala mesta v drugi polovici lestvice. Leta 1984 je iz slednje izpadla, kar je za klub pomenil precejšen, posledice pa so bile celo takšne, da je Olimpija izpadla tudi iz druge lige. Vendar se je stanje v drugi polovici sezone stabiliziralo in Olimpija je prvenstvo končala na 3. mestu ter se v novi sezoni v velikem slogu (20 zmag, 6 remijev in brez poraza, ob gol razliki 64:4) vrnila v 2. zvezno nogometno ligo.  Na tekmi z vinkovškim Dinamom, 4.9.1988, se na tribunah pojavijo zametki navijaške skupine Green Dragons (uradno ustanovljena 2. 10. 1988), kar pomeni začetek organiziranega navijanja na nogometnih tekmah v Ljubljani. V prvi sezoni enotne druge lige je leta 1989 zanesljivo osvojila prvenstvo ter se ponovno vrnila v prvo ligo.

Vrnitev Olimpije je pomenila v času, ko so bile politične strasti v nekdanji skupni državi že precej razgrete, pravo nogometno evforijo, vrhunec pa je dosegla z zmago proti Crveni zvezdi, 11. 11. 1989, ko so ljubljanski nogometaši slavili po enajstmetrovkah. Naslednja sezona, ki je bila hkrati tudi zadnja v jugoslovanski ligi, je bila slabša. Olimpija je končala na 14. mestu, med sezono je izgubila veliko igralcev, zaradi političnih nemirov in bližajoče vojne pa je tekme obiskovalo vedno manj gledalcev. Zadnjo tekmo je Olimpija odigrala 17. 6. 1990 proti Dinamu iz Zagreba.

Junija leta 1991 so se uresničile tisočletne sanje o slovenski državi, samostojnost pa je seveda prinesla tudi slovensko državno prvenstvo, v katero je Olimpija vstopila kot del enaindvajseterice, ki se je borila za prvi naslov slovenskih državnih prvakov.

V slovenski ligi, ki je združevala klube iz različnih ravni (od zveznih do območnih lig), je bilo kaj kmalu jasno, da prvenstvo ne bo nezanimivo, kot so sprva predvidevali. Kljub temu je Olimpija zabeležila padec gledanosti in obiskanosti domačih tekem. V sedmem krogu je doživela tudi svoj prvi poraz proti ekipi Živila Naklo in z le osmimi točkami zasedala skromno sedmo meto. Po koncu zimskega dela je Olimpija končala na drugem mestu, tri točke za Mariborom, zatem pa je sledilo sanjsko pomladno obdobje. Olimpija je nanizala 11 zaporednih zmag in 6. maja pred 7.000 gledalci premagala večnega rivala iz Maribora z 2:0 ter na koncu, 21. 6. 1992, dvignila pokal za prvi naslov državnih prvakov v zgodovini samostojne Slovenije.

1991 – 1995

Naslednje tri sezone je Olimpija kraljevala v državnem prvenstvu in relativno gladko osvojila še tri naslove državnega prva. V sezoni 1994/95 je bila v pokalu UEFA zelo odmevna zmaga Olimpije nad Levskim iz Sofije, saj je za slednjega igralo kar 7 reprezentantov Bolgarije, ki je na predhodnem svetovnem prvenstvu osvojila četrto mesto. V sezoni 1995/96 je morala Olimpija prvič priznati premoč drugemu klubu. Liga je bila takrat zmanjšana na 10 klubov, Olimpija pa je po zelo slabem začetku in veliko boljšem drugem delu na koncu prvo mesto morala prepustiti Gorici. Kljub temu je osvojila pokal in se naslednje leto kot prvi slovenski klub v evropskem pokalu pokalnih zmagovalcev uvrstila med 16 najboljših. Zmaji so najprej po streljanju enajstmetrovk (1:0, 0:1) izločili bolgarski Levski iz Sofije in kasneje zaradi doseženega gola v gosteh (1:1, 0:0) še danski Aarhus. Kasneje je bil od Olimpije boljši grški AEK iz Aten, ki je napredoval s skupnim rezultatom 6:0.  

V naslednjih sezonah Olimpiji ni šlo vse po načrtih in končni rezultati na lestvici 1. slovenske lige so bili vse prej kot dobri. V sezoni 1999/2000 je bila zmaga v slovenskem pokalu prva lovorika po štirih letih. Leta 2000 je na klop Olimpije sedel Bojan Prašnikar, med igralce pa se je vrnil najboljši napadalni dvojec 1. SNL, Sebastjan Cimerotič in Ermin Raković, vendar kljub temu Olimpija ni več dosegla vidnejših uspehov (v sezoni 2000/2001 je v državnem prvenstvu osvojila drugo mesto). Leta 2002 je vodenje kluba prevzel poslovnež Jurij Schollmayer in za Bežigrad privabil zveneča imena. Trener je postal Branko Oblak, na igrišču pa je igro vodil hrvaški zvezdnik Robert Prosinečki, v Olimpijo pa sta se vrnila tudi Mladen Rudonja in v zimskem prestopnem roku Miran Pavlin. Kljub denarju in razmeroma dobrim pogojem pa Olimpija tudi tokrat ni osvojila državnega prvenstva, bila pa je uspešna v pokalnem tekmovanju.

1995 – 2004

V sezoni 2003/2004 je namesto Oblaka trenerski stolček prevzel Suad Beširević, ki je ekipo vodil na evropskih preizkušnjah – najbolj odmevne so bile dobre predstave proti angleškemu velikanu Liverpool. Olimpija v državnem prvenstvu tisto sezono osvojila drugo mesto (le za točko zaostala za Gorico). Vendar je bil uspeh le blažilo za hudo usodo, ki jih je doletela po koncu sezone. Zaradi različnih težav in sodnih sporov so iz kluba postopoma odhajali sponzorji, na koncu pa je Olimpijo zapustil tudi Schollmayer. Sledilo je najbolj črno obdobje v zgodovini kluba.  

Leta 2004 se je po dolgem zavlačevanju le sestala t.i. krizna skupščina, na kateri je stara uprava z novimi obljubami dobila nov mandat. Vendar pa denarja še naprej ni bilo in prišlo je do razpada ekipe, nogometaši so odhajali, vodstvo pa je iz vseh vetrov sestavilo moštvo za drugi del sezone.  Zapletlo se je tudi zaradi neoddanih vlog za licenciranje, kar bi bodočim naslednikom nudilo kanček upanja za tekmovanje na najvišji ravni NZS. Zaradi vseh formalnih napak in sporov se je saga o prenehanju društva končala šele decembra 2008, dolgo po tem, ko je ideja o nogometni Olimpiji ponovno vzklila in na površje dvignila novo Olimpijo.

V času t.i. »črne sezone«, februarja 2005, so starši izrazili veliko skrbi zaradi možnosti nadaljevanja njihovih otrok v prvih slovenskih ligah. Zaradi vseh težav, ki so pestile takratni klub, je tudi mladim grozil padec v nižje lige. Da bi se temu izognili, so entuziasti (Aleš Remih, Miloš Junkar, Darko Škerl), ki so bili že prej povezani s klubom, in starši ustanovili klub NK Bežigrad, ki bi mladim upom Olimpije omogočil nemoteno nadaljevanje sezone in obstanek v ligah. S tem so se strinjali tudi v upravnem odboru takratne Olimpije. Kljub velikim prizadevanjem pa so v izvršnem odboru NZS odločili, da v nižje lige degradirajo tako člane kot mlajše selekcije. Prvotno je bilo zamišljeno, da bi NK Bežigrad vključeval le mlade nogometaše Olimpije, zaradi degradacije in vseh težav starega kluba, pa se je začelo povsem novo poglavje, nov projekt, ki je v naslednjih petih letih tudi člansko Olimpijo popeljal nazaj v prvo ligo.

2005 – 2011

Začetki so bili težki. Večina mladih igralcev ni želela igrati v nižjih ligah, zaradi česar v prvem letu niso mogli zaigrati mladinci in kadeti. K sodelovanju pri sestavi članskega moštva so glavni akterji nove zgodbe povabili Primoža Gliho, ki je v klub pripeljal celo vrsto znanih imen slovenskega nogometa (Janez Pate, Zoran Ubavič, Nenad Podgajski, Ilija Kitič, Stane Komočar, Miran Pavlin in kasneje tudi Aleš Čeh, Mladen Rudonja, Amir Karič, Sebastjan Cimerotič …). Ti igralci so v prvem letu osvojili prvo mesto v peti ligi in kasneje uspešno nastopali v višjih ligah. V zgodbo so bili vključeni tudi najbolj zvesti navijači Green Dragonsi, ki so idejo o novem vzponu podpirali od samega začetka. Ne glede na to, da je moštvo prvo leto igralo v 5. ligi so redno obiskovali tekme doma in v gosteh in podpirali nogometaše do ponovnega prihoda v prvo ligo. Da je ideja prava, so dokazovali tudi dobri obiski tako na domačih kot gostujočih tekmah. V klubih proti katerim je ekipa igrala, verjetno še danes nimajo toliko obiska kot takrat.

Prehod v višje lige je bil hiter in v večji meri neproblematičen. V 5. ligi je ekipa le enkrat remizirala in dobila vsa ostala srečanja. Četrta liga je bila še manj problematična, ekipa ni izgubila niti enkrat. Kot član Akademske športne zveze Olimpija, je klub leta 2007 pridobili pravico do uporabe imena Olimpija in pričel nastopati pod imenom NK Olimpija Bežigrad. Že leto kasneje se je preimenoval v NK Olimpija Ljubljana. V tretji ligi je na trenerskem položaju Gliho, ki je odšel k Dravi na Ptuj, zamenjal Pate. V tem obdobju je bil odmeven tuid derbi v slovenskem pokalu proti Mariboru. Tekmo si je prek TV zaslonov ogledalo več gledalcev kot evroligaško tekmo istega večera. Dne 3.5.2009 je Olimpija v tekmi druge lige premagala Zagorje in se s tem uvrstila v prvo slovensko ligo.

Prvo sezono v najvišjem slovenskem nogometnem tekmovanju je Olimpija zaključila na 4. mestu in se uvrstila v kvalifikacije za Evropsko ligo, kar je klubu uspelo tudi v sezoni 2010/2011. Do poletja 2015 se zeleno-beli niso uspeli zavihteti na sam vrh prvenstvene razpredelnice, toda v sezoni 2015/16, ko je funkcijo predsednika ŠD NK Olimpija Ljubljana prevzel Milan Mandarić, se je začela pisati zgodba o rezultatskem uspehu.

Sezona 2015/16

Darijan Matić je 21. maja 2016, nekaj dni po veličastni zmagi v deževnem Velenju, kjer so zmaji z golom iz enajstmetrovke razblinili vse dvome o tem, kdo bo prvak, visoko v zrak dvignil težko pričakovani pokal za najboljši nogometni klub v državi. Številne generacije navijačev so tako dočakale trenutek, ko so njihovi ljubljenci vrnili lovoriko tja, kamor spada.

Pred sezono 2017/18 je Olimpijo prevzel hrvaški strokovnjak Igor Bišćan. Nekdanji igralec Dinamo Zagreba, Liverpoola in Panathinaikosa je z moštvom izpadel iz evropskih kvalifikacij, nato pa se je začela zgodba o uspehu. S tremi zmagami na prav toliko tekmah na uvodu prvenstva so zmaji nakazali, da mislijo resno. V prvem delu sezone so zbrali vsega dva poraza, na odmor odšli s tremi točkami zaostanka za Mariborom, ki so ga izločili v četrtfinalu pokala Slovenije, v drugem delu pa so blesteli. Spomladanski del prvenstva so odprli s šestimi zaporednimi zmagami in z zanesljivo uvrstitvijo v finale pokala po zmagoslavju nad Celjem. Proti koncu prvenstva so zmaji nekoliko popustili, nekajkrat remizirali, kar je prineslo razburljivo končnico prvenstva. 

Sezona 2017/18

O prvaku se je odločalo tri kroge pred koncem v Mariboru, kamor se je Olimpija odpravila z dvema točkama zaostanka. V Ljudskem vrtu so Ljubljančani pokazali junaško predstavo in na tekmi polni preobratov z golom Andresa Vombergarja v 90. minuti prišli do velike zmage s 3:2! Do konca sta ostala še dva kroga, v katerih je Olimpija potrebovala štiri točke. Najprej je v Stožicah padlo Krško, nato pa je bila na vrsti ena izmed najbolj razburljivih končnic v zgodovini slovenskega prvenstva. Zaradi boljšega medsebojnega izkupička z Mariborom je zmajem za naslov prvaka v zadnjem krogu zadostovala že točka. Domžale so po dobri uri igre povedle in moštvo Igorja Bišćana poslalo v težave, ki pa jih je rešil veliki junak Rok Kronaveter. Slabih deset minut pred koncem je Stefan Savić priigral enajstmetrovko, Kronaveter pa je pokazal jeklene živce, dosegel gol in poskrbel za veliko slavje zeleno- belih …

Zgolj tri dni kasneje so državne prvake na finalu pokala pričakale polne Stožice. Nasprotnik je bil Aluminij, ki pa proti razigranim zmajem ni imel nobenih možnosti. Za zmago s 6:1 so zadeli Leon Benko (dvakrat), Ricardo Alves, Goran Brkić in Issah Abass, tako da se je slavje v Stožicah lahko začelo. Kapetan Branko Ilić je v zgolj nekaj dneh visoko dvignil obe domači lovoriki, kar se je zgodilo prvič po 25 letih.

Že leto dni kasneje je Olimpija v vitrino shranila novo lovoriko. 30. maja 2019 so se zmaji pod vodstvom trenerja Safeta Hadžića v finalu pokala v Celju pomerili z Mariborom in ga po odlični predstavi ter dveh zadetkih Stefana Savića premagali z 2:1. Maja 2021 se je Olimpija spet veselila zmage v pokalnem tekmovanju. Trener Goran Stanković je zmaje na Bonifiki v Kopru popeljal slavja nad Celjem, za Olimpijo sta ob zmagi 2:1 zadetka zabila Đorđe Ivanović in Nik Kapun. 

2019 – 2021

Nov pomemben mejnik v zgodovini kluba se je zgodil jeseni 2021, ko se je po šestih letih na čelu kluba od Olimpije poslovil Milan Mandarić. Ta je klub prodal nemškemu poslovnežu Adamu Deliusu, ki je v Ljubljano prišel z jasnim ciljem: Olimpijo tako v rezultatskem kot predvsem v organizacijskem vidiku spraviti še na neprimerno višjo raven.

Že leto dni kasneje je Olimpija v vitrino shranila novo lovoriko. 30. maja 2019 so se zmaji pod vodstvom trenerja Safeta Hadžića v finalu pokala v Celju pomerili z Mariborom in ga po odlični predstavi ter dveh zadetkih Stefana Savića premagali z 2:1. Maja 2021 se je Olimpija spet veselila zmage v pokalnem tekmovanju. Trener Goran Stanković je zmaje na Bonifiki v Kopru popeljal slavja nad Celjem, za Olimpijo sta ob zmagi 2:1 zadetka zabila Đorđe Ivanović in Nik Kapun. 

2019 – 2021

Nov pomemben mejnik v zgodovini kluba se je zgodil jeseni 2021, ko se je po šestih letih na čelu kluba od Olimpije poslovil Milan Mandarić. Ta je klub prodal nemškemu poslovnežu Adamu Deliusu, ki je v Ljubljano prišel z jasnim ciljem: Olimpijo tako v rezultatskem kot predvsem v organizacijskem vidiku spraviti še na neprimerno višjo raven.