Fue fundado en 1924 y actualmente juega en la Lliga Segona FFCV (antigua 1.ª regional Valenciana Su mejor temporada fue la 2013/2014, donde además de jugar en la tercera división del futbol español, logró alzarse con la Champions League, ganando en la final por 3-1 al A.C.
Ha jugado 28 temporadas en Tercera División, llegando a proclamarse campeón de esta categoría en la temporada 1980/81 y subcampeón en la 1981/82.
En La temporada 2011/2012 vuelve a proclamarse campeón de Liga después de muchos años y jugará la Copa del Rey por 3.ª vez en su Historia.
Edición 1982 - Primera eliminatoria CD Alcoyano 4 - 2 Catarroja CF Catarroja CF 4 - 0 CD Alcoyano - Segunda eliminatoria Levante UD 2 - 1 Catarroja CF Catarroja CF 1 - 5 Levante UD Edición 1983 - Primera eliminatoria CD Alcoyano 3 - 3 Catarroja CF Catarroja CF 1 - 2 CD Alcoyano Edición 2013 - Primera eliminatoria (partido único) Catarroja CF 0-2 Deportivo Alaves SAD Uno de los jugadores más míticos que se recuerdan en el Catarroja CF fue el delantero Isidro Royo Fortea en el año 1966.
El estadio Mundial 82 fue inaugurado el 26 de septiembre de 1984 en un partido Catarroja C. F. - Valencia C. F. que acabó 1-1.