La società fu fondata nel 1921 con il nome di Unione Sportiva Piombinese. Nel 1922, in occasione della fusione con la Società Ginnastica Sempre Avanti, un’altra associazione sportiva della città toscana, assunse il nome di quest’ultima, diventando Unione Sportiva Sempre Avanti; a partire da quell’anno, iniziò a giocare nel campionato di Terza Divisione, ottenendo poi la promozione per riforma dei campionati. Nel 1931, vincendo a Viareggio uno spareggio contro il Grosseto si guadagnò la Prima Divisione, terzo livello del campionato italiano di calcio. Nella stagione del rinnovamento, che portò la Prima Divisione a trasformarsi in Serie C, per la prima volta nella sua storia la Sempre Avanti si guadagnò la permanenza nei campionati nazionali evitando la retrocessione battendo il Grosseto e il Signe.
Nel 1938, la Sempre Avanti terminò il campionato all’ultimo posto, retrocedendo in Prima Divisione; ma nell’estate di quell’anno, la società sportiva chiuse i battenti e l’avvento della seconda guerra mondiale impedì la creazione di una nuova squadra che potesse partecipare ai campionati nazionali fino al 1945, quando vide la luce l’Unione Sportiva Piombino.
Quelli del secondo dopoguerra furono anni felici per la squadra toscana, sostenuta economicamente dallo stabilimento siderurgico La Magona d’Italia. In pochi anni ottenne la Serie C e, al termine del campionato 1950-1951, la promozione in Serie B.
Il Piombino ben figurò nel suo primo campionato di Serie B (1951-1952), nel corso del quale raggiunse l’apice della popolarità dopo aver battuto la blasonata Roma, terminando al sesto posto, un piazzamento al di sopra delle aspettative.[2] Ma nei due anni successivi La Magona ebbe dei gravi problemi economici che portarono al licenziamento di oltre duemila operai. La crisi dell’acciaieria colpì così anche la società nerazzurra, che dopo appena tre stagioni tra i cadetti ritornò in Serie C, retrocedendo all’ultima giornata del campionato 1953-1954. Nel 1956 retrocesse anche dalla Serie C.
Da quel momento il Piombino non fece più ritorno nei campionati di vertice, ma navigò per lunghi anni tra i campionati regionali e quelli interregionali. Nel 1996 le difficoltà finanziarie la portarono alla fine dell’attività sportiva e dalle sue ceneri nacque l’Associazione Sportiva Piombino.
Nel 2004, a causa di alcune controversie societarie, la società fu totalmente rifondata e grazie all’impegno del nuovo presidente Roberto Ciompi nacque l’Atletico Piombino, che ripartì dalla Terza Categoria e ottenne la promozione immediata in Seconda Categoria. Nella stagione 2006-2007 poi terminò al primo posto il campionato e guadagnò la promozione in Prima Categoria.
Nel 2007 la guida della società nerazzurra è passata nelle mani dell’imprenditore piombinese Massimiliano Spagnesi che ha dato vita a un progetto di rinnovamento basato sul rafforzamento dell’organico della prima squadra e sul rilancio del settore giovanile nerazzurro.
Nella stagione 2007-2008 la squadra ha assorbito il salto di categoria, disputando una stagione di transizione. Grazie ad alcuni innesti di qualità la squadra aspira nel 2008-2009 a recitare un ruolo da protagonista nel campionato di Prima Categoria ed ottiene un ottimo quinto posto finale con 45 punti: piazzamento che vale la qualificazione ai play-off, nei quali la squadra non riesce ad ottenere la promozione.
Ancora play-off nella stagione 2009-2010 ottenuti grazie ad un ottimo terzo posto finale nel campionato, ma anche stavolta non riesce ad ottenere la promozione.
Nella stagione 2010-2011 la squadra conduce un campionato di testa fino all’ultima giornata, alternandosi in testa al campionato con il Cenaia, che per un punto precederà la squadra piombinese, facendo sfumare la promozione diretta nel campionato di Promozione Toscana. Ottenuti i play-off, la squadra li conduce vincendo con autorevolezza semifinali e finale ed ottenendo la promozione nella categoria superiore. Promozione che non è stata ratificata dalla FIGC dopo aver stabilito le classifiche di merito tra tutte le vincitrici dei play-off della stagione, costringendo così i nerazzurri ad affrontare per il quinto anno consecutivo la Prima Categoria.
Nella stagione 2012-2013 vince il girone D del campionato di Prima Categoria Toscana con due turni di anticipo venendo promosso in Promozione Toscana dopo 14 anni di assenza.[3]
L’Atletico Piombino nella nuova stagione da neopromossa di Promozione ottiene ottimi risultati: la squadra finisce la stagione al secondo posto, dopo la sconfitta per 0-1 con il Cuoiopelli, nello spareggio tenutosi sul campo neutro di Volterra. Il Piombino di Tiziano Di Tonno si vede così costretto ad affrontare i play-off per sperare nella promozione in Eccellenza.[4] Nei play-off sconfigge il Certaldo e l’Armando Picchi,[5] accedendo così a quelli intergirone, dove incontra il Seravezza, finalista di Coppa Toscana di Promozione. La semifinale, giocata sul campo neutro di San Giuliano Terme, vede sconfitta la squadra piombinese per 2-4 dopo i tempi supplementari. In seguito alla promozione della Sangiovannese in Serie D, l’Atletico Piombino viene ripescato e promosso in Eccellenza, campionato al quale mancava dalla stagione 1994-1995.[6][7]
Il ritorno in Eccellenza non è dei migliori, il campionato si presenta tutto in salita a causa dell’infortunio alla seconda giornata dell’attaccante Alberto Papa. Dopo una buona campagna acquisti di riparazione, la squadra riesce piano piano a risollevarsi fino ad ottenere all’ultima giornata una salvezza sofferta, con un solo punto di vantaggio dai play-out.[8]
Anche nella stagione successiva il club si pone l’obiettivo di rimanere nella categoria, considerate le risorse economiche a disposizione. Dopo un altro girone di andata caratterizzato da stenti e discontinuità, in cui vengono perse molte occasioni per guadagnare punti, i nerazzurri cambiano marcia nell’anno nuovo e con una serie di risultati positivi riescono a salvarsi con una giornata di anticipo.[9] Al termine della stagione mister Di Tonno lascia la panchina dopo aver scritto in quattro anni una pagina importante per la società piombinese.[10]
Nella stagione 2016-2017 la panchina viene affidata a Sebastiano Miano, colonna della formazione nerazzurra negli anni passati: l’ex difensore del Grosseto, dopo un avvio piuttosto difficile, riesce a far ingranare la squadra facendole così chiudere la stagione regolare al terzo posto, posizione che garantisce la partecipazione agli spareggi per la promozione in Serie D. Nello spareggio tenutosi sul campo neutro di Gavorrano però i nerazzurri escono sconfitti 2 a 0 contro il più quotato Roselle, perdendo così l’occasione di accedere ai play-off nazionali.[13] Sempre in questa stagione si assiste ad un netto ritorno del pubblico nell’impianto locale, con picchi di quasi mille spettatori come nel derby con il Cecina di marzo 2017, quando i nerazzurri si imposero per 4 a 1 di fronte ad un pubblico d’altri tempi. Nella stagione 2017-2018 il Piombino, almeno nella prima parte di stagione, lotta per le prime posizioni della classifica, insieme a Sangimignano, Grosseto, Cuoiopelli e Poggibonsi, ottenendo vittorie di rilievo proprio con questi ultimi e i più blasonati maremmani. Nel girone di ritorno però, complice qualche partenza di troppo tra la rosa nerazzurra e numerose sconfitte soprattutto nel mese di gennaio e marzo, il Piombino scivola al sesto posto nel quale chiuderà la stagione.
Nella stagione 2018-2019, si assiste a un gran riavvicinamento della città nei confronti della propria squadra. In estate, infatti, la società annuncia molti colpi di mercato. Sul campo però, la musica è ben diversa; il Piombino fatica molto e dopo quattro giornate mister Riitano rassegna le proprie dimissioni. A ottobre subentra Riccardo Fratini e nonostante nei primi mesi i nerazzurri mettano in fila un filotto di risultati utili consecutivi, tra gennaio e febbraio la squadra ripiomba nelle ultime posizioni. Fratini viene esonerato, e la squadra affidata a Mirko Serena come soluzione interna. Il Piombino nonostante questo, non riesce a risollevarsi e termina al penultimo posto davanti al Cecina, retrocedendo quindi in Promozione.
