V roce 1955 vyhrál DSO Spartak Moravské železárny Olomouc s desetibodovým náskokem Krajský přebor. Postup do divize byl dosavadním největším úspěchem klubu. Pokračovalo i budování v Řepčíně, kde byla dokončena kuželna a pokračovala výstavba tribuny.
O rok později došlo ke sloučení mezi DSO Spartak Moravské železárny Olomouc, závodní jednotou TJ Slavoj cukrovar Hejčín a Rudou hvězdou Olomouc. Sloučením došlo ke zvýšení počtu hráčů a vznikl tak třetí tým, jenž nastupoval ve III. třídě. Rezerva nastupovala v té době ve velice kvalitně obsazené I. A třídě.
V divizi na Spartak MŽ čekali zvuční soupeři: Brno, Gottwaldov, Kroměříž, Opava, Prostějov, Karviná a Hodonín. Bohužel byli silnější a Olomouc se musela smířit se sestupem, po němž došlo opět k reorganizaci. Po osmi letech se přešlo opět na systém podzim - jaro a následující ročník se tak musel odehrát tříkolově. Díky sestupu došlo ke kuriózní situaci, když ve stejné soutěži nastupovali dvě mužstva Spartaku MŽ. Ještě zajímavější však bylo, že ta lepší polovina mužstva nastupovala za mužstvo s ozačením B a nakonec tento tým suverénně vyhrál I. A třídu.
V červenci 1957 se uskutečnil první zahraniční zájezd Spartaku MŽ. V Budapešti odehrál dva přátelské zápasy. Potefi TC Pezterszebet porazil 3:2, s Vasas Auto Czepel remizoval 3:3. Prvně jmenovaný tým oplatil Spartaku MŽ návštěvu a utkal se s olomouckým týmem na domácí půdě. První domácí zápas proti zahraničnímu soupeři skončil remízou 3:3.
Vzhledem k tomu, že bylo rozhodnuto hrát mistrovské soutěže systémem podzim - jaro, hrála se na jaře 1958 poslední třetina ročníku 1957-58 a Spartak MŽ si na divizi musel ještě půl roku počkat. O postup se zasloužili zejména Šimoník, Palivec, Špunda, Koutný, Nožíř, Králík, Zatloukal, Kment, Peka, Fiala a Piňos.
Spartak MŽ se v těchto letech účastnil mimo jiné i Olomouckého poháru, kde startovalo osm olomouckých družstev. v roce 1958 se Spartak probojoval do finále, kde podlehl Dukle Olomouc 0:4. Úspěšné výsledky vynesly nominace do krajské reprezentace Palivci, Piňosovi a Sklenářovi.
Přes povedenou přípravu a suverénní postup do divize se mužstvu trenéra Nenála v mistrovských zápasech nedařilo. Součet čtyř vítězství a sedmi remíz nestačilo na lepší, než poslední příčku v tabulce. Nejvýraznějším úspěchem se tak stalo vítězství žákovského mužstva v okresním přeboru.
Na začátku šedesátých let se změnil opět název klubu. Ze Spartaku MŽ se stala Tělovýchovná jednota Moravské železárny Olomouc. S novým názvem přišly i nové úspěchy. První mužstvo pod vedením trenéra Krupky v sezoně 1960/1961 opět postoupilo do krajského přeboru. Navíc se Olomouc v zimním turnaji "O pohár únorového vítězství" probojovala do finále, kde podlehla Dukle Olomouc 2:3. Úspěch trenéra pokračoval i v další sezoně, kdy se Olomouc, přestože byla v soutěži nováčkem, umístila na vynikajícím druhém místě.
Další ročník byl ještě lepší. Nejprve v zimě TJ MŽ Olomouc vybojovala další finále v turnaji "O štít únorového vítězství", kde podlehla Mariánskému údolí 2:5. Ten největší úspěch ale přišel na konci sezony. Tým trenéra Krupky, jenž měl v mužstvu Faltýnka, Brachtla, Hrazdila, Šuranského, Sklenáře, Řezníčka, Čecha, Brücknera, Rodera, Vaňka, Přikryla a kapitána Ondřeje Sirotného, se stal přeborníkem Severomoravského kraje a postoupil do II. ligy.
Cíl pro další sezonu byl tedy jasný - zachránit s TJ MŽ Olomouc druhou ligu. Se ziskem třiadvaceti bodů v šestadvaceti zápasech se umístila Olomouc na devátém místě. Radost fanoušků, hráčů i funkcionářů byla veliká. Opojení z úspěchu se vystřídalo s kocovinou. V další sezoně ve druhé lize získala Olomouc pouhých deset bodů a sestoupila do divize.
Pokud chtěla TJ MŽ Olomouc v nadcházejících letech pomýšlet na působení ve vyšších ligách, neobešla se bez ekonomicky silného podniku. Hejčínský klub si vzal pod křídla koncern Sigma. Klubovými barvami se stala modrá a bílá, název se změnil na Tělovýchovnou jednotu Sigma Moravské železárny Olomouc. Rovněž bylo důlěžité navázání spolupráce s Duklou Olomouc, odkud v Sigmě hráči hostovali i přestupovali. Další podstatnou změnou, kterou rok 1965 přinesl bylo stěhování na Stardion míru. Po dvaceti letech tak Sigma opustila stánek v Řepčíně.
Další sezony se Sigma MŽ potácela jen v divizi. Během podzimní části sezony 1970/1971 došlo ke smutné události. Náhle zemřelého trenéra Josefa Krupku musel vystřídat Zděnek Koutný. Na výkonu mužstva se tato událost naštěstí příliš nepodepsala. V roce 1970 bylo pod vedením Josefa Vlčka ustanoveno dívčí družstvo kopané, jenž bylo zařazeno do druhé ligy. Dívky hrály svá utkání v Příkazech a hned v první sezoně postoupily do první ligy.
Před sezonou 1973/1974 vystřídala Sigma MŽ trenéra. Na lavičku nastoupil jako hrající trenér Karel Brückner. Po vynikajících výsledcích tým okamžitě postoupil do třetí ligy. Dívčí družstvo přešlo v roce 1974 pod Lokomotivu Olomouc, kde nadále hrálo Moravskou ligu.
V roce 1976 došlo opět k velkým změnám. S postupem a následným udržením se ve III. lize, nastala dlouho očekávaná konjunktura fotbalu v Olomouci. Byla započata stavba nové tribuny na Stadionu míru, jenž měla nahradit již naprosto nevyhovující dřevěné provizórium postavené hned po ukončení druhé světové války. Nová tribuna měla měřit 92 metrů na délku a 16 m na šířku a kromě hlediště měla ve svých útrobách skrývat i moderní šatny, kanceláře a další zařízení nutné pro provoz klubu. Stavba (díky tomu, že na jejím místě se kdysi nacházely bažiny) byla velmi náročná na založení základů a byla rozložena do dvou etap. Prostory pro diváky měly být dokončeny do roku 1979, vnitřní vybavení pak do roku 1980-81. Již v lednu roku 1976 došlo rovněž k dohodě se Slovanem Černovír o sloučení fotbalových oddílů. Po pětačtyřicetileté dobré, úspěšné a poctivé činnosti zanikl tento známý a populární olomoucký klub.
V roce 1977 se schylovalo k reorganizaci soutěží a příznivci i funkcionáři Sigmy vycítili šanci na postup. Pro postup do I. národní ligy, jenž v té době byla druhá nejvyšší soutěž v Československu, se stačilo jen umístit do devátého místa. Konečné páté místo tak znamenalo postup do Národní ligy.
O dva roky později oslavovalo mužstvo vedené trenérem Brücknerem a asistentem Milanem Máčalou šedesátileté výročí založení klubu Sigma ZTS Olomouc (podnik Moravské železárny přešel pod koncern ZŤS Martin a proto místo MŽ se od tohoto roku psalo ZTS). Ačkoli mužstvo v sezoně skončilo na třetím místě, u fanoušků, hráčů i funkcionářů zavládlo zklamání.
Ještě než byl zahájen nový ročník Národní ligy 1980-81, vešla ve známost další reorganizace mistrovských soutěží. Podle ní se ze dvou skupin Národní ligy měla vytvořit jedna I. Česká národní liga, což znamenalo, že ze stávající Národní ligy do ní postoupí z každé skupiny jen prvních osm klubů. Jinými slovy – chce li Sigma ZTS Olomouc tuto novou soutěž hrát, musí se v nadcházejícím ročníku umístit v první polovině tabulky. Po podzimu skončila Sigma na třetím místě, čímž byl splněn předsezónní záměr. Před jarní částí sezony došlo ke změně čelních funkcionářů. Na místě předsedy klubu vystřídal Zdeňka Koutného stávající místopředseda Ing. Jaromír Gajda. Místopředsedou se stal Václav Plný. Konečné čtvrté místo znamenalo i nadále působení ve druhé lize.
Již v dalším ročníku útočila Sigma na postup do první ligy. Po podzimu obsadila první místo, což vyvolalo v okolí živý a nadšený zájem o fotbal. Ze strany městských orgánů a patronátních podniků Sigmy a ZTS byla přislíbena veškerá podpora při úsilí o vybojování I. ligy. Reakcí hráčů a funkcionářů na takovou přízeň byl slib, že udělají vše, co bude v jejich silách, aby se na podzim v Olomouci I. ligy hrála. O zvýšení prestiže mezi olomouckou sportovní veřejností svědčilo i 2. místo v kolektivech a 7. místo Jiřího Víta v jednotlivcích v anketě o nejlepší sportovce okresu v minulém roce.
Soutěž svou vyrovnaností byla velmi dramatická a chléb se lámal až dvě kola před koncem. Když Plzeň překvapivě vyhrála v Teplicích, olomoučtí věděli, že k triumfu potřebují v Třinci uhrát alespoň bod. Toto, pro Sigmu ZTS Olomouc historické utkání, hrané za stálého deště, se vyznačovalo nadměrným úsilím celého mužstva a vytrvalým povzbuzováním několika stovek olomouckých fanoušků. Přesto byl výsledek dlouhou dobu na vážkách a teprve Čermákův gól a závěrečný hvizd rozhodčího znamenali, že Sigma ZTS Olomouc poprvé postoupila do první ligy!
Největší zásluhu na postupu do I. ligy měla, vedle trenéra Zemana a jeho asistenta Matušky, hráčská základna A mužstva, kterou tvořili : Machala, Palička, Nekuda, Skříček, Pučálka, Čížek, Dostál, Kučerňák, Kudýn, Vyskočil, Jaromír Fiala, Jarolím, Uličný, Navrátil, Doležílek, Vít, Chladil, Juřica a Čermák. Masérem byl Jiří Hořava, sekretářem Otto Spáčil.
