Nelle stagioni a seguire l’Olbia ritorna a disputare la 1^ Divisione Sarda, il massimo campionato regionale, sino a quando, nel 1943, il conflitto mondiale non impone alla Federazione la sospensione di tutti i campionati. Olbia, come del resto la gran parte dei centri dell’Isola e della Penisola, esce dalla Guerra in ginocchio ma vogliosa di rialzarsi al più presto. Anche per questa ragione, nell’estate del 1947, la dirigenza bianca si batte per ottenere la riammissione a quel campionato di Serie C abbandonato sette anni prima. A un rendimento da prima della classe in casa fa da contrappunto un pessimo rendimento in trasferta: un’Olbia combattiva e sorprendente si classifica dunque all’ottavo posto in un girone di ferro vinto dal Piombino. Il buon campionato non basta tuttavia a confermare la Serie C e il club scivola di nuovo nei campionati regionali.
Quella del 1948/49 è un’annata di passione che culmina con la retrocessione dalla Prima Divisione. È il preludio a un’interruzione dell’attività che estrometterà la squadra dai campionati per due stagioni. Il calcio tuttavia non chiude bottega e continua ad animare i campi e le strade cittadine con campionati locali che favoriscono il grande slancio della rinascita. Tra i tanti giovani appassionati si forgia in quegli anni “Sa Cavonera”, un gruppo di giovani olbiesi destinato a riportare entusiasmo a Olbia e l’Olbia a disputare di nuovo il massimo campionato regionale. Fanno parte di questa nuova generazione di talenti, tra gli altri, Gustavo Giagnoni, Marino Spano, Tonino Varrucciu e Bruno Garrucciu.
Si riparte nella stagione 1951/52 dalla Prima Divisione Sarda, diventata nel frattempo il quinto gradino dei campionati italiani. L’Olbia, guidata dal trio Paoli-Spano-Giagnoni, consegue un ottimo quarto posto che costituisce la solida base per la vittoria del campionato della ridenominata Promozione l’anno successivo. Guidati in panchina dal campione del mondo del 1938 Gino Colaussi, i bianchi inanellano vittorie sonanti e prestigiose contro avversari quali Tempio, Nuorese e Cus Cagliari. L’Olbia torna quindi a vincere, a divertire e a entusiasmare la sua gente ottenendo una meritata promozione nella Quarta Serie Nazionale.
Le traversate oltremare si circoscrivono però alla sola stagione targata 1953/54 che l’Olbia, pur lottando con vigore e coraggio, conclude all’ultimo posto. Tuttavia il calcio olbiese ha ormai messo radici e la fioritura di talenti si perpetua lungo tutto il decennio. Nelle stagioni a seguire la formazione bianca lotta ai vertici del calcio regionale sino a vincere di nuovo il campionato di Promozione nella stagione 1956/57. Si torna così a varcare il Tirreno e stavolta non con il ruolo di comparsa. Inserita nel girone F del Centro Italia e opposta a formazioni blasonate quali Torres, Grosseto, Ternana e Perugia, l’Olbia guidata in panchina dal maestro magiaro Lajos Kovacs e in campo dall’inseparabile duo Conte-Balzano, raggiunge un brillante sesto posto in classifica chiudendo il campionato imbattuta tra le mura amiche.
La rampante formazione bianca accresce anno dopo anno il volume di applausi e di meriti sulla platea italiana, divenendo, con il passaggio del decennio e sotto la presidenza di Elio Pintus, una presenza costante e virtuosa della Serie D, ma anche una certezza per tutto il movimento calcistico isolano. Sino ad ottenere la vittoria del campionato nella stagione 1967/68 grazie alla sagace guida di Palleddu Degortes, al carisma e alla classe dei vari Misani, Selleri e Bettella e alla penalizzazione per illecito sportivo inflitta al Latina. I cancelli della Serie C si riaprono così una terza volta per annunciare al calcio italiano il meritato ingresso della dama bianca nel professionismo.