Fondé en 1948 sous le nom de Club Olympique Avallonnais (CO Avallon), le club s’impose progressivement comme l’une des principales formations de l’Yonne et de Bourgogne. Après ses premières années dans les compétitions régionales, l’équipe avallonnaise atteint régulièrement les premières places de la Division d’Honneur de Bourgogne au cours des années 1960. Cette progression aboutit en 1966 à une première accession au Championnat de France amateurs (CFA), alors quatrième niveau de la pyramide du football français. Le CO Avallon ne dispute toutefois qu’une seule saison à ce niveau : en 1966-1967, il termine onzième de son groupe et retrouve la Division d’Honneur à l’issue de la saison.
Après cette première expérience nationale, le CO Avallon reste pendant plusieurs décennies un club solidement implanté dans le football bourguignon. L’équipe évolue régulièrement en Division d’Honneur et connaît plusieurs périodes au plus haut niveau régional. Le club doit cependant attendre le début du XXIe siècle pour retrouver une dynamique lui permettant de se rapprocher de nouveau du niveau national. Au fil des saisons, le CO Avallon s’installe parmi les formations régulières de la Division d’Honneur de Bourgogne, jusqu’à connaître une nouvelle période faste au milieu des années 2010.
La saison 2016-2017 constitue un nouveau tournant. Deuxième de Division d’Honneur de Bourgogne, le CO Avallon obtient son accession au National 3 pour la saison suivante, cinquante ans après sa première apparition dans un championnat national. Le retour au niveau national est réussi : en 2017-2018, Avallon termine dixième de son groupe de National 3 Bourgogne-Franche-Comté. Cette saison est également marquée par un remarquable parcours en Coupe de France, puisque le club atteint les 32es de finale après avoir notamment éliminé les Hauts Lyonnais et Cluses Scionzier, avant de s’incliner face au FC Chambly Oise.
La deuxième saison du CO Avallon en National 3 est beaucoup plus difficile. En 2018-2019, l’équipe termine treizième de son groupe et est reléguée au niveau régional. Cette même année, une nouvelle étape décisive est franchie dans l’histoire du football avallonnais avec le rapprochement du CO Avallon et de l’Avallon Football Club. Les deux structures fusionnent en 2019 pour former l’Avallon Football Club Olympique, généralement abrégé AFCO ou FCO Avallon. Le nouveau club reprend ainsi l’héritage de plusieurs décennies de football à Avallon tout en inaugurant une nouvelle organisation.
Depuis sa création en 2019, l’Avallon Football Club Olympique poursuit son activité dans les championnats régionaux de Bourgogne-Franche-Comté. Après une saison 2019-2020 disputée en Régional 1, le club connaît notamment une nouvelle période difficile avec une relégation en Régional 2 en 2021-2022. L’AFCO s’est depuis progressivement restructuré autour de la formation et du développement de ses différentes catégories, avec plusieurs centaines de licenciés et des équipes féminines. Héritier du CO Avallon et de l’Avallon FC, le club constitue aujourd’hui l’une des principales structures footballistiques de l’Avallonnais.
