הקבוצה נוסדה בשנת 1959 ובעונת 1963/64 הופיעה לראשונה בליגה ב'. בעונת 1970/71 זכתה בקבוצה באליפות ליגה ב' צפון ורשמה העפלה היסטורית לליגה א'. עונת הבכורה שלהם בליגה א' הייתה העונה המוצלחת ביותר של הקבוצה, כאשר הקבוצה סיימה במקום החמישי בטבלה וגם הדיחה קבוצה בכירה בדמותה של הפועל כפר סבא במסגרת גביע המדינה בתוצאה 2–5. בעונת 74–1973 הקבוצה סיימה בתחתית טבלת ליגה א' ושבה חזרה לליגה ב' לאחר שסיימה בתחתית מבחני פלייאוף הירידה.
מאז לקבוצה היו פרקי זמן בליגה א' בתחילת שנות ה-80 ובסוף שנות ה-90 עד תחילת שנות ה-2000, שלבסוף הסתיים בירידה לליגה ב'. בעונת 2011/12 הקבוצה חזרה לליגה א' לאחר שניצחה במבחני פלייאוף העלייה בפנדלים את צעירי ביר מכסור. בעונת החזרה לליגה א' הקבוצה סיימה במקום השלישי והשתתפה מבחני פלייאוף העלייה, הקבוצה ניצחה 0–3 את הפועל אסי גלבוע בסיבוב הראשון, ובסיבוב השני ניצחה 1–2 את הפועל הרצליה. בסיבוב השלישי הודחה מגדל העמק לאחר שהפסידה 0–1 לבית"ר כפר סבא, שאחר כך ניצחה בגמר פלייאוף העלייה.
בעונה החולפת הקבוצה סיימה במקום הרביעי, והיא השתתפה במבחני העלייה. את משחקה הראשון ניצחה מגדל העמק את הפועל כרמיאל צפת 0–2, ולאחר מכן בסיבוב השני היא הודחה בתוצאה 3–5 בפנדלים על ידי עירוני טבריה לאחר שהמשחק הסתיים בתום 120 דקות בתוצאה 1-1. בעונה לאחר מכן מגדל העמק סיימה במקום החמישי והשתתפה במבחני העלייה בפעם השלישית, הקבוצה הודחה כבר בסיבוב הראשון על ידי עירוני נשר שגברה עליה בתוצאה 3–4 בפנדלים, לאחר שהמשחק הסתיים בתוצאה 2-2.
בעונת 2017/18 סיימה מגדל העמק במקום ה-14 בליגה א' צפון המוביל למשחק המבחן אותו שיחקה מול בני פרדיס שהעפילה לאחרי משחקי הפלייאוף מליגה ב'. המשחק שנערך באצטדיון בעילוט הסתיים בתוצאה 0:5 להפועל מגדל העמק משערים של אופק מלול, לידור כהן, דוד אמזלג, רם סופר ויותם כהן. בזכות הניצחון הבטיחה הקבוצה עונה נוספת בליגה א'. במאי 2018 הודיע ראש העיר כי אושרה התוכנית לבניית אצטדיון חדש אשר יכיל 7,000 מקומות.[1]
בעונת 2021/22 מגדל העמק סיימה במקום שמוביל למשחקי המבחן לאחר שבאותה עונה 4 קבוצות ירדו באופן אוטומטי לליגה ב'. הקבוצה פגשה את טירת הכרמל ולאחר 120 דקות שהסתיימו בתוצאה 0:0 ניגשו שחקני הקבוצות לדו-קרב פנדלים בסיומו ניצחה מגדל העמק בזכות יכולת מרשימה של השוער רז רחמים ונשארה עונה נוספת בליגה א'.
בעונת 2022/23 סיימה הפועל מגדל העמק במקום ה-11 ונשארה עונה נוספת בליגה א'
