En la temporada 2003/04, y con el veterano Francisco García “Paquito” en el banquillo, debutaron en la Copa de la Uefa alcanzando unas semifinales que contarían precisamente con el Valencia como rival. En cuartos el conjunto castellonense apeó del camino a un Celtic de Glasgow comandado por el ariete Henrik Larsson gracias al empate en Escocia (1-1) y la victoria en el Madrigal (2-0). La temporada siguiente y en idéntica competición, con Manuel Pellegrini en el banquillo, el AZ Aalkmar sería el verdugo azulejero.
En la temporada 2005/06 el club de Las Plana firmaría su éxito más sonado a nivel internacional al lanzar las semifinales de Liga de Campeones. Para ello, en cuartos de la máxima competencia europea, apearía al Inter de Milán con el inolvidable gol de Rodolfo Martín “el Vasco” Arruabarrena .Tres campañas después , en la Champions 2008/09, el Arsenal evitaría que el conjunto castellonense repitiese gesta al empatar a uno en el Madrigal y golear por tres tantos a cero en Londres.
Con el actual formato de la Liga Europa, la actual va a ser la tercera participación de los de La Plana en cuartos de final. La primera tuvo lugar en la campaña 2010/11 donde,con Juan Carlos Garrido en el banquillo, alcanzarían las semifinales tras dejar en la cuneta al Twente holandés por un contundente marcador global de ocho tantos a tres . Por último, en la temporada 2015/16 y con el hoy técnico valencianista, Marcelino García, la víctima amarilla sería el Sparta de Praga al que derrotaría por dos tantos a uno en la ida para, posteriormente , golear por dos goles a cuatro en tierras checas.