In der ersten Nachkriegsspielzeit gelang Rot-Weiß ein erster größerer Erfolg, als es den bestmöglichen Titel in jener Saison holte, die Meisterschaft im Bezirk Niederrhein (Bezirksmeisterschaftsliga (britische Zone)). Im Endspiel setzte sich RWO mit 2:0 gegen den VfL Benrath durch. In der folgenden Saison 1946/47 gewann die Mannschaft souverän die Bezirksliga Rechter Niederrhein, womit RWO auch für die künftige Oberliga West qualifiziert war. In der niederrheinischen Endrunde gelang Rot-Weiß mit einem 3:1 im Entscheidungsspiel gegen Fortuna Düsseldorf die erfolgreiche Titelverteidigung. Dadurch war RWO für die Endrunde um die Meisterschaft in der Britischen Besatzungszone qualifiziert. Im Halbfinale unterlag die Mannschaft dem Hamburger SV mit 1:3 und verlor anschließend das Spiel um Platz 3 gegen den VfR Köln 04 rrh. mit 1:4.

In der neuen Oberliga West spielten die Rot-Weißen zunächst eine gute Rolle. Sowohl 1947/48 als auch 1948/49 schlossen sie auf dem fünften Platz ab. Nach einem elften Platz 1949/50 belegten sie 1950/51 den 13. Platz wegen des schlechteren Torquotienten gegenüber den Sportfreunden Katernberg. Damit mussten sie in der Aufstiegsrunde ihren Oberligaplatz verteidigen, was jedoch nicht gelang. So spielte RWO ab 1951 in der zweitklassigen 2. Liga West, aus der es erst 1957 als Vizemeister wieder aufsteigen konnte. Nachdem RWO die ersten drei Spielzeiten nach Wiederaufstieg auf hinteren Tabellenplätzen abgeschlossen hatte, gelang ihm 1960/61 der Sprung auf den vierten Tabellenplatz hinter den „großen Drei“ 1. FC Köln, Borussia Dortmund und FC Schalke 04. Noch besser lief es 1961/62 mit dem dritten Platz nur vier Punkte hinter Meister Köln. Den zweiten Tabellenplatz, der zur Teilnahme an der Endrunde um die deutsche Meisterschaft berechtigt hätte, verpasste RWO um drei Punkte hinter Schalke 04. Mit einem zehnten Platz 1962/63 verbaute sich RWO jedoch jede Aussicht auf eine Aufnahme in die zur Saison 1963/64 eingeführte Fußball-Bundesliga.

Als die Bundesliga den Spielbetrieb aufnahm, war Rot-Weiß Oberhausen nicht mit von der Partie. Der Verein wurde der Regionalliga West zugeordnet und brachte dort sechs Spielzeiten zu, bis 1969 unter dem Trainer Adi Preißler und Präsident Peter Maaßen die Westmeisterschaft und anschließend der Aufstieg in die Bundesliga gelang. Dort konnte man sich vier Jahre bis zur Saison 1972/73 halten, beste Platzierung war Rang 14 in der Saison 1969/70. 1970/71 war der Verein in den Bundesliga-Skandal verwickelt, weshalb der damalige Trainer Günter Brocker gesperrt und Bundesliga-Torschützenkönig Lothar Kobluhn die legendäre Torjägerkanone erst 36 Jahre nach Saisonende, im Frühjahr 2008, durch das kicker Sportmagazin überreicht wurde.

Nach dem Abstieg 1973 wurde der sofortige Wiederaufstieg in der Spielzeit 1973/74 knapp verpasst (Platz 2 in der Regionalliga West und in der anschließenden Aufstiegsrunde). Die erste Spielzeit in der neu gegründeten 2. Bundesliga Nord endete 1975 für den Verein mit dem Abstieg in die Drittklassigkeit. Der Wiederaufstieg glückte in der Saison 1978/79, gleichzeitig erreichte RWO das Viertelfinale im DFB-Pokal und schied dort mit einer 1:2-Niederlage bei Eintracht Frankfurt aus.

Als 1981 die eingleisige Zweite Liga gegründet wurde, konnte sich der Verein hierfür nicht qualifizieren und war fortan wieder drittklassig. 1983 gelang jedoch der Wiederaufstieg, und eine fünfjährige Zweitliga-Ära begann, die durch den Lizenzentzug 1988 abrupt beendet wurde. Ohne einen adäquaten Kader konnte sich RWO in der Saison 1988/89 in der Oberliga Nordrhein nicht halten und wurde in die Verbandsliga Niederrhein „durchgereicht“. Im folgenden Jahr entging der Verein nur denkbar knapp dem erneuten Abstieg – lediglich die Tordifferenz bewahrte die Rot-Weißen vor dem Sturz in die Landesliga. Nur langsam erholte sich der Verein und stieg 1998 wieder in die 2. Bundesliga auf.

Den größten Pokal-Erfolg erzielte RWO in der Saison 1998/99 mit dem Erreichen des Halbfinales. Das „Heimspiel“ im Gelsenkirchener Parkstadion gegen den FC Bayern München ging dann allerdings 1:3 verloren. Ein weiteres bedeutendes Pokalspiel in Gelsenkirchen gab es Anfang 2002, als RWO im Viertelfinale in der Arena auf Schalke gegen die Gastgeber mit 0:2 verlor. Bei beiden Pokal-Highlights wurde die Mannschaft übrigens von Trainer Aleksandar Ristić betreut, der in den Spielzeiten 1998/99 und 2001/02 vom jeweils stark abstiegsbedrohten Verein als „Retter“ geholt wurde und in beiden Fällen half, den Klassenerhalt zu sichern.

In der Saison 2003/04 stand RWO mit dem bis dahin als Trainer noch unbekannten Jørn Andersen lange Zeit an der Spitze der 2. Bundesliga, verpasste jedoch nach einem Einbruch in der Rückrunde den Aufstieg in die höchste deutsche Spielklasse um zwei Punkte. Die Spielzeit 2004/05 verlief wesentlich schlechter, Andersen wurde vorzeitig beurlaubt und Oberhausen belegte am Ende unter Trainer Eugen Hach nur Rang 16 und stieg in die Regionalliga Nord ab.

Mit dem neuen Trainer Harry Pleß und einem angesichts des geringen Etats deutlich schwächeren Kader erwischte RWO dort einen klassischen Fehlstart. Am 5. September 2005 trat der langjährige Vorstand des Vereins geschlossen zurück, so dass der SC Rot-Weiß von einem Notvorstand geführt werden musste, der sich um die finanzielle und sportliche Konsolidierung bemühte. Am 3. Mai 2006 trennte man sich von Pleß, Nachfolger wurde der in der Winterpause vom Weseler SV gekommene Reserve-Trainer Günter Abel. Abel, der zuvor die Zweite Mannschaft zum Klassenerhalt in der Verbandsliga geführt hatte, konnte die Erste Mannschaft jedoch nicht mehr retten. Mit 39 Punkten belegte Oberhausen am Saisonende den 17. Tabellenplatz und stieg in die Oberliga Nordrhein ab.

Für die Spielzeit 2006/07 konnte der ehemalige Bundesliga-Profi und langjährige Trainer des SV Adler Osterfeld, Hans-Günter Bruns, verpflichtet werden, der zuvor die SSVg Velbert betreut hatte. Unter seiner Leitung wurde RWO Herbstmeister, gab die Tabellenführung nicht mehr ab und machte den Aufstieg in die Regionalliga Nord schon am vorletzten Spieltag perfekt. Am 29. Juni 2007 bestellte der neu gewählte Aufsichtsrat einen dreiköpfigen Vereinsvorstand, bestehend aus Hajo Sommers (Vorsitz, Marketing und Events), Thorsten Binder (Stadion, Fans, Mitglieder und Tradition) sowie Jürgen Luginger (sportliche Leitung).

Zum Auftakt der Regionalliga-Spielzeit 2007/08 meldete sich der Aufsteiger aus Oberhausen am 28. Juli 2007 mit einem unerwarteten 4:1-Auswärtssieg bei Rot-Weiss Essen eindrucksvoll zurück. Mit einem 3:0-Auswärtssieg beim 1. FC Union Berlin am letzten Spieltag der Saison sicherte sich RWO die Qualifikation für die 2. Bundesliga und schaffte damit überraschend den „Durchmarsch“ von der Oberliga zurück in das Bundesliga-Unterhaus.

Trainer Hans-Günter Bruns, der wesentlich zu diesem sportlichen Erfolg beigetragen hatte, kündigte wenige Wochen vor dem Ende der Spielzeit 2007/08 an, für die kommende Saison seinen Posten an den bisherigen sportlichen Leiter Jürgen Luginger abzugeben und im Gegenzug dessen Aufgaben zu übernehmen. Als neuer Co-Trainer konnte Oliver Adler verpflichtet werden, der von 1995 bis 2005 für RWO im Tor gestanden hatte und dessen letzte Station als aktiver Spieler anschließend der KSV Hessen Kassel war. Mit einem 1:0-Erfolg gegen den bereits feststehenden Aufsteiger SC Freiburg sicherte sich RWO am vorletzten Spieltag der Saison 2008/09 den Klassenerhalt; das Team schloss die Saison als Neunter ab.

In der Saison 2009/10 erreichte man durch einen 3:0-Erfolg gegen den Mülheimer Nachbarn VfB Speldorf im Duisburger Wedaustadion erstmals seit 2004 wieder die zweite Runde im DFB-Pokal, wo allerdings bei Bayern München Endstation war. Nach einer Serie von neun sieglosen Ligaspielen trat Jürgen Luginger am 1. Februar 2010 von seinem Trainerposten zurück. Seine Aufgabe übernahm wieder Hans-Günter Bruns. RWO schloss die Spielzeit 2009/10 mit dem 14. Tabellenplatz ab. Bruns wurde nach einer sportlichen Talfahrt in der Spielzeit 2010/11 am 22. Februar 2011 von seinen Aufgaben entbunden und durch den früheren Bundesligaspieler Theo Schneider ersetzt. Doch auch Schneider konnte den Abwärtstrend von RWO nicht stoppen und so stand nach dem letzten Spieltag der erneute Abstieg aus der 2. Bundesliga fest. Mit lediglich sieben Siegen bei sieben Unentschieden und 20 Niederlagen beendete RWO die Saison 2010/11 auf Tabellenplatz 17.

Zur Saison 2011/12 wurde ein Großteil des Kaders ausgetauscht. Laut Vereinsführung sollte der Verein sich in der 3. Liga etablieren, um über die Jugendarbeit die Basis für eine Rückkehr in die 2. Bundesliga zu legen. Nach einem schwachen Start in die Saison (neun Punkte in zwölf Spielen) wurde Theo Schneider am 4. Oktober 2011 von seinen Aufgaben als Trainer entbunden. Als sein Nachfolger wurde am 24. Oktober 2011 Mario Basler vorgestellt, dessen Vertrag bis zum Saisonende mit der Option für eine weitere Spielzeit ausgestattet war. Er konnte allerdings nicht verhindern, dass der Verein bereits einen Spieltag vor Saisonschluss als Absteiger in die Regionalliga West feststand.

Nach einer 0:3-Heimniederlage gegen die bis dahin sieglose Zweitvertretung des 1. FC Köln trat Basler am 14. September 2012 zurück. Sein Nachfolger wurde Peter Kunkel, der zuvor Trainer der U 23 von RWO gewesen war. Mitte 2014 folgte ihm der bisherige Trainer des FC Carl Zeiss Jena, Andreas Zimmermann. Nach vier torlosen Niederlagen zu Beginn der Saison 2016/17 wurde Zimmermann beurlaubt und interimsmäßig durch den bisherigen U-23-Trainer Mike Terranova ersetzt. Terranova erreichte am Ende der Saison noch einen starken 4. Tabellenplatz. Zum Abschluss der Saison 2017/18 gewann Mike Terranova mit seiner Mannschaft den Niederrheinpokal. Im Finale schlugen die Kleeblätter vor 13.000 Zuschauern im Stadion Niederrhein den Erzrivalen Rot-Weiss Essen mit 2:1. Im DFB-Pokal verlor man am Ende deutlich mit 0:6 gegen den SV Sandhausen.

In der Saison 2018/19 setzte die Mannschaft nach einem zwischenzeitlichen 8. Tabellenplatz in der Rückrunde zu einer spektakulären Aufholjagd an, die darin resultierte am letzten Spieltag mit einem Heimspiel gegen den SC Verl die Chance zu haben den Aufstieg in die 3. Liga perfekt zu machen. Vor über 8.000 Zuschauern im Stadion Niederrhein endete die Partie schlussendlich 3:3, was mit dem gleichzeitigen Sieg von Viktoria Köln die Vizemeisterschaft bedeutete.

Nachdem Mike Terranova mit seiner Mannschaft bereits 2018 im Finale des Niederrheinpokals stand, konnte er dies im Jahr 2023 wiederholen als man sich im Pokalwettbewerb u.a. gegen den MSV Duisburg und den KFC Uerdingen durchsetzte. Im Finale trafen die Kleeblätter im Stadion an der Hafenstraße auf Rot-Weiss Essen, wo man sich mit 0:2 geschlagen geben musste. Die Partie war für Terranova die letzte an der Seitenlinie. Der Fußballlehrer übernahm im Anschluss die Leitung  des Nachwuchszentrums. Zur Saison 2023/2024 verpflichtete RWO Jörn Nowak als neuen Cheftrainer, der bereits von 2017-2020 sportlicher Leiter der Kleeblätter gewesen war. Nach nur acht Monaten beurlaubte RWO Jörn Nowak im Februar 2024 und installierte interimsweise seinen Vorgänger Mike Terranova als Cheftrainer. Der Februar sollte für den Verein turbulent bleiben. Nur eine Woche später am 10.trat Thorsten Binder nach 18 Jahren Vorstandstätigkeit aus persönlichen Gründen von seinem Amt zurück.