El Rayo se fundó el 29 de Mayo de 1924 en el domicilio de Doña Prudencia Priego, viuda de Huerta, siendo su primer presidente D. Julián Huerta.

El uniforme original del equipo fue camiseta y pantalón blanco con medias negras y vuelta blanca. En la temporada 1949/50 se firma un acuerdo de colaboración con el Atlético de Madrid, lo que hace que se cambie el uniforme y se añada a la camiseta una franja diagonal roja, estos colores se han mantenido hasta nuestros días.

TEMPORADA 1931/32: Se crea la Federación Obrera De Fútbol y el Rayo se inscribe en ella, participando en los Campeonatos organizados por esta Federación hasta el inicio de la Guerra Civil.

TEMPORADA 1939/40: Se reorganiza el Club y se nombra presidente a D. Miguel Rodríguez Alzola. Este mismo año se inscribe a la Agrupación en la Federación Castellana de Fútbol. Comienzan las obras del campo denominado en adelante RODIVAL.

TEMPORADA 1947/48: En la Junta celebrada el 13 de noviembre de 1947 se acuerda cambiar el nombre de "A. D. El Rayo" por el de "A. D. Rayo Vallecano", añadiendo al escudo el del Ayuntamiento con el previo consentimiento de éste.

TEMPORADA 1948/49: Se logra el ascenso a 3ª División siendo presidente D. Miguel Rodríguez Alzola y entrenador D. Tomás Rodríguez Rubio.

TEMPORADA 1951/52: Se firma un acuerdo de ayuda mutua con la A. D. Plus Ultra.

TEMPORADA 1952/53: Empiezan a disputarse en ya en Vallecas los partidos de 3ª División y algunos del Campeonato de Aficionados.

TEMPORADA 1953/54: Se juegan los últimos partidos en el histórico RODIVAL.

TEMPORADA 1955/56: Se logra el primer ascenso a 2ª División con Jerónimo Martínez de Presidente y Cándido Manchado de Entrenador.

TEMPORADA 1956/57: Se inaugura el Estadio de Vallecas el 8 de diciembre de 1957 con un amistoso frente al Carioca América de Bello Horizonte, que gana el partido por 0-1.

TEMPORADA 1964/65: Después de descender a 3ª División en la Temporada 60/61, se logra nuevamente el ascenso a 2ª División. Presidía el Club D. Iván Ruiz Morante y entrenaba D. Pedro Eguiluz. En esta temporada fue nombrado Socio de Honor D. Santiago Bernabeu, al que se le impuso la insignia de oro y brillantes del Club.

TEMPORADA 1972/73: El 15 de octubre de 1972 se juega el último partido en el Estadio de Vallecas: Rayo 2 Baracaldo 2. El 5 de noviembre de 1972 se disputa el primer partido oficial en Vallehermoso.
TEMPORADA 1973/74: Se celebran las bodas de oro de la Agrupación Deportiva Rayo Vallecano, siendo Presidente D. Marcelino Gil Blázquez y Entrenador D. José Antonio Olmedo.

TEMPORADA 1975/76: El 6 de mayo de 1976 se inaugura el Nuevo Estadio de Vallecas con el partido Rayo Vallecano - Valladolid. Ganaron los pucelanos por 0-1.

TEMPORADA 1976/77: Se consigue el primer ascenso a Primera División sin perder ningún partido en el Nuevo Estadio de Vallecas. Siendo Presidente D. Marcelino Gil Blázquez y Entrenador D. Javier García Verdugo.

TEMPORADA 1977/78: Siendo Entrenador D. Víctor Nuñez se tiene un magnífico debut en la Primera División. La prensa otorgó al equipo el apelativo de "MATAGIGANTES".

TEMPORADA 1979/80: Con el fichaje de Fernando Morena se alcanza la cifra récord de 10.000 socios. Presidía el Club D. Francisco Encinas, pero una mala campaña lleva al equipo a 2ª División.

TEMPORADA 1983/84: Tras una mala temporada se desciende a 2ª División B.

TEMPORADA 1984/85: Se logra el tercer ascenso a 2ª División siendo Presidente D. Francisco Fontán de la Llave y Entrenador D. Eduardo Caturla. Durante las dos siguientes temporadas entrenaría al equipo D. Héctor Nuñez.

TEMPORADA 1988/89: Dimite como Presidente D. Francisco Fontán. Se convocan elecciones y las gana D. Pedro García. En esta temporada se logra el ascenso directo a la Primera División siendo Entrenador D. Félix Bardera "Felines".

TEMPORADA 1989/90: Se produce un nuevo descenso a 2ª División.

TEMPORADA 1991/92: El Club se convierte en Sociedad Anónima Deportiva de la mano de D. José María Ruiz Mateos, que se hace cargo del Club en un momento de crisis económica. Se alcanza el ascenso a Primera División siendo Entrenador D. Eusebio Ríos al que sustituye durante la temporada D. José Antonio Camacho.

TEMPORADA 1993/94: El 12 de enero de 1994 es nombrada Presidenta del Club Dña. Teresa Rivero Sánchez-Romate tras renunciar al cargo su marido D. José María Ruiz Mateos, que sigue siendo accionista mayoritario. El equipo queda clasificado en el puesto 17 lo que obliga a disputar la permanencia con la S. D. Compostela. En el partido de desempate, en Oviedo, vencen los gallegos por 1-3 y se produce el descenso a 2ª División. Entrenaba al equipo D. David Vidal.

TEMPORADA 1994/95: El 6 de noviembre de 1994 se nombra entrenador a D. Francisco García "Paquito" tras el cese de D. David Vidal. En la Copa de S.M. El Rey se alcanza la 5ª eliminatoria después de eliminar al Numancia, Andorra, Racing de Santander y Palamós. El equipo cae eliminado a las puertas de la semifinal por el Sporting de Gijón. En liga se consigue el 2º puesto y se logra el cuarto ascenso a Primera División.

TEMPORADA 1995/96: Se disputa la Promoción con el R.C.D. Mallorca al quedar clasificados en la liga en el puesto 19. En el partido de ida en la isla se pierde 1-0 y el 1 de julio de 1996 se derrota a los mallorquines en Vallecas por 2-0. El equipo se mantiene otra temporada en Primera División. Entrenaron al equipo durante esta temporada D. Pedro Mª Zabalza, D. Francisco Baena, D. Marcos Alonso y D. Fernando Zambrano.

TEMPORADA 1996/97: Con la liga formada por 22 equipos, se establecen cuatro puestos de descenso directo y uno de promoción para reducir la Primera División a 20 equipos. Al final de la competición el Rayo ocupa el puesto 18, lo que nuevamente le obliga a disputar la promoción. Por segundo año consecutivo se enfrenta al Mallorca, que esta vez le derrota por el valor doble de los goles (1-0 en la ida y 2-1 en la vuelta). Se produce el descenso a 2ª División. Entrenaron al equipo durante esta temporada D. Francisco García "Paquito", D. Fernando Zambrano y D. Máximo Hernández.

TEMPORADA 1998/99: Ascenso a Primera División con Ramos.