[1]​ Ya en su primera temporada, el equipo sorprendió a todos en la competencia de Segunda División, al finalizar en un más que meritorio cuarto lugar.

Cabe resaltar el apoyo del público durante esa temporada, con asistencias promedio de 3.000 espectadores, nada mal para una ciudad como Ovalle.

Así las cosas, debió retornar a su asociación de origen, aunque al siguiente año sería nuevamente aceptado en el profesionalismo.

Sin embargo, y tal como en 1964, la diferencia de goles vuelve a condenar al CDO, que desaparecerá del fútbol profesional por los siguientes dos años.

El "Marinero" llevaría a cabo un buen trabajo con el equipo, el que terminó quinto, apareciendo algunos nuevos nombres, como Bustamante y Valero.

Con elementos como el portero Valdez y el goleador Pedro Azócar (10 goles), Ovalle fue quinto entre 14 equipos, faltándole nuevamente el impulso necesario para alcanzar el para entonces ansiado ascenso.

En la última fecha del campeonato los limarinos abrocharon este logro, al derrotar a Deportes Linares en el Estadio Ferroviario por 2-1, con dos anotaciones de Horacio Astudillo.

Con el mismo técnico, Ovalle terminó decimosexto entre 18 equipos, descendiendo tras disputar un repechaje contra Santiago Morning en el Estadio Valparaíso de Playa Ancha.

Entre lo positivo, destacar un nuevo triunfo sobre Universidad Católica, esta vez por la cuenta mínima, con gol de Fidel Dávila.

Ovalle jugó la liguilla por el ascenso junto a Magallanes (el otro cuadro de Segunda), Ñublense y Coquimbo Unido (ambos luchaban por no descender).

Con Claudio Ramírez como entrenador, en 1979 Ovalle llegó a la final de la Copa Polla Gol, perdiéndola por 1-0 ante Huachipato en el Estadio Nacional.

En el campeonato oficial, en tanto, fue décimo entre 20 equipos, teniendo nuevamente por máximo artillero al argentino Ortiz, esta vez con 19 anotaciones.

En 1980 el rendimiento decae notoriamente y el CDO termina decimonoveno entre 22 equipos, cumpliendo una de sus peores temporadas en muchos años.

Un año de gratos recuerdos es el de 1985, cuando bajo el mando del exmundialista Humberto Cruz, el CDO realiza una campaña histórica en el entonces Torneo Polla Gol (competencia similar a la posterior Copa Chile), llegando a semifinales y siendo eliminado solo por Colo-Colo, en partido único que se disputó en el Estadio Nacional.

Esa temporada, Edmundo "Kico" Rojas logró armar un plantel bastante competitivo, con Rubén "Nene" Gómez a la cabeza, secundado por figuras como un joven Danilo Chacón, José "Gonzalito" González, Manuel Herrera, Mauricio y Julio Ramírez, el paraguayo Roberto Arce y Luis Valenzuela, entre otros.

La campaña 1989 podría dividirse en dos partes: la primera, con Jorge "Mosco" Venegas como entrenador, el equipo anduvo bastante mal en el Torneo de Apertura.

A no olvidar tampoco las grandes actuaciones en aquellas temporadas del gran portero Quemel Farías, más conocido por entonces como el "Candado Ovallino".

Con dos ciclos técnicos -Humberto Cruz y Sergio Recabarren, respectivamente-, los verdes fueron penúltimos en la liguilla del descenso, solo superando a Lozapenco (que desapareció).

Para los anales quedará la histórica goleada que Ovalle le propinó a Santiago Morning en el Municipal ovallino: 7-2 fue el marcador final, con una gran actuación del goleador Ricardo Ormeño.

Con Huerta ratificado como entrenador las dos temporadas siguientes, el equipo tiene un buen andar en 1994, llegando 5º, a solo un punto de los liguilleros Fernández Vial y Deportes Colchagua.

El año siguiente marca la llegada al club de un técnico que estaría largos cinco años con los limarinos: Hernán Ibarra.

De la mano del "Flaco", Ovalle tendría temporadas sin mayores sobresaltos, aunque tampoco grandes éxitos.

Esa campaña Ovalle terminó último, con enormes problemas institucionales, que le hicieron perder varios puntos por secretaría.

Al siguiente año volvió Hernán Ibarra, aunque los problemas siguieron y el cuadro verde llegó nuevamente en las últimas posiciones, comprometiendo seriamente su opción de mantener la categoría.

Durante el 2008 disputó la Copa Chile, venciendo a diferentes equipos, como Coquimbo Unido, Deportes La Serena y Cobresal, estos 2 últimos en penales.

Felizmente para la institución ovallina, los resultados en la liguilla del descenso fueron positivos ya que terminó primero en el Grupo Norte, y aseguró su estancia en Tercera A para el próximo año.

[5]​ pero por un problema de constitución el club se llama Municipal Ovalle [6]​ El equipo debuta en Tercera B, derrotando abultadamente a Juventud Puente Alto.

Durante su historia el uniforme de Deportes Ovalle desde 1970 no ha sufrido mayores modificaciones, solo los pantalones y medias han alternado entre verde y blanco, pero el color verde se ha mantenido inalterable en la casaca, algunas veces en tono oscuro u otras veces en un tono más claro.

El único cambio importante ocurrió el año 2003, cuando en aquella temporada la camiseta lució una franja blanca diagonal, modelo que se mantendría solo por esa temporada, ya que al año siguiente volvería la camiseta completamente verde con pequeños vivos de color blanco.

[9]​ Este a su vez, estaba construido sobre un sitio arqueológico diaguita que habría consistido, según hipótesis recientes, en un asentamiento humano y un cementerio.