Το 1929 οι νεαροί Μικρασιάτες πρόσφυγες Δημήτριος Γεωργ. Χανιώτης (Σμύρνη, 1912 – Αιγάλεω, 2002) και Γεώργιος Αρώνης ή “Φούντας” (Ιωνία, περί 1910 – Αθήνα 1992) ίδρυσαν την πρόγονο ομάδα του Αιγάλεω A.O., την Αθλητική Ένωση Ιεράπολης, εις ανάμνηση της “ιερής” καταγωγής τους.
Η ομάδα αναγνωρίσθηκε επίσημα από την Ε.Π.Ο. δυο χρόνια αργότερα (1931).
Ο Αθλητικός Όμιλος Αιγάλεω ιδρύθηκε στις 3 Νοεμβρίου 1946, όταν η Αθλητική Ένωση Πυριτιδοποιείου (που είχε ιδρυθεί το 1930) συγχωνεύτηκε με την Αθλητική Ένωση Αγίου Σπυρίδωνος (1934) και με τον Φοίνικα Πυριτιδοποιείου (1942) (τα 2 τελευταία σωματεία ήταν ανεξάρτητα, δεν αγωνίζονταν δηλαδή σε τακτικό πρωτάθλημα) και μετονομάσθηκε σε «Αθλητικός Όμιλος Αιγάλεω».
Ακολούθως, στις 10 Δεκεμβρίου 1947 η διοίκηση του Α.Ο. Αιγάλεω ανακοίνωσε την προσχώρηση στον νέο σύλλογο και της Αθλητικής Ενώσεως Ιεραπόλεως (1931), η οποία του παραχώρησε όλα τα έννομα δικαιώματά της.
Ωστόσο, οι εφημερίδες της εποχής εξακολουθούσαν να αναγράφουν τη νέα ομάδα ως «Αθλητική Ένωση Αιγάλεω» ή «Ένωση Αιγάλεω» ακόμη και την άνοιξη του 1948.
Αρχικά, ανεβαίνοντας ένα-ένα τα σκαλοπάτια της ποδοσφαιρικής ιεραρχίας (κατακτώντας κατά σειρά το πρωτάθλημα της Γ΄ κατηγορίας Αθηνών το 1948, της Β΄ κατηγορίας Αθηνών το 1950 και της Α2 Αθηνών τo 1954), το σωματείο έφθασε να αγωνίζεται για μια πενταετία στο κορυφαίο Αθηναϊκό Πρωτάθλημα, ενώ 15 χρόνια από την ίδρυσή του πέρασε τις πύλες και της νεοσύστατης τότε Α΄ Εθνικής Κατηγορίας (1961-62), καταλαμβάνοντας την 14η θέση (51 βαθμοί, 7 νίκες, 7 ισοπαλίες, 16 νίκες, τέρματα: 26-52).
Κορυφαίες στιγμές στην ιστορία του Αιγάλεω Α.Ο. αποτελούν το Θερινό Πρωτάθλημα ΟΠΑΠ Α΄Εθνικής του 1968, η κατάκτηση της 4ης θέσης της Α΄ Εθνικής της περιόδου 1970-71 και η συμμετοχή του στη διοργάνωση του Βαλκανικού κυπέλλου ποδοσφαίρου, που είχε προηγηθεί ένα χρόνο πριν. Παράλληλα η ομάδα έχει φθάσει τρεις φορές έως την ημιτελική φάση του κυπέλλου Ελλάδας, τις περιόδους 1969–70, 1983–84 και 2002–03 όταν και αποκλείσθηκε από τον ΠΑΟΚ, τον Παναθηναϊκό και τον Άρη Θεσσαλονίκης, αντίστοιχα.
Η φθίνουσα πορεία του “Αιγάλεω Σίτι”, χαρακτηριστική ονομασία που εμπνεύστηκε ο Αιγαλιώτης μουσικοσυνθέτης Γιώργος Ζαμπέτας, άρχισε στα τέλη της δεκαετίας του 1970. Είναι μάλιστα ενδεικτικό για αυτό, το γεγονός ότι έως και το 1979 η ομάδα είχε συμμετάσχει στις δεκαπέντε από τις είκοσι ερασιτεχνικές διοργανώσεις της Α΄ Εθνικής κατηγορίας που είχαν προηγηθεί.
Αντίθετα, στα χρόνια του Επαγγελματισμού οι συμμετοχές ήταν μόλις δύο έως το 2001, όταν και έγινε η επιστροφή της μετά από 16 έτη απουσίας. Την περίοδο 2003–04 η ομάδα κατόρθωσε να κατακτήσει την 5η θέση στη βαθμολογία και να κερδίσει τη συμμετοχή της στο κύπελλο ΟΥΕΦΑ για πρώτη φορά στα χρονικά, σε επίσημη δηλαδή Ευρωπαϊκή διοργάνωση έπειτα από τις δύο συμμετοχές της στο Κύπελλο Ιντερτότο, που προηγήθηκαν το καλοκαίρι του 2002 και του 2003.
Τα χρόνια που ακολούθησαν μετά τη συμμετοχή της ομάδας στην Ευρώπη ήταν χαρακτηριστικά μιας πτωτικής πορείας, καθώς υπέστη τρεις συνεχείς υποβιβασμούς.
