ลีกภูมิภาค ดิวิชั่น 2

หลังจากสโมสรฟุตบอลเทศบาลเมืองเสนา ได้เลื่อนชั้นขึ้นมาแข่งขันในลีกภูมิภาค ดิวิชัน 2 ได้จดทะเบียนเป็นนิติบุคคลในรูปแบบบริษัทจำกัด เพื่อดำเนินกิจการทางฟุตบอลภายใต้ชื่อ บริษัท อยุธยา ยูไนเต็ด (2015) จำกัด และเปลี่ยนชื่อสโมสรเป็น อยุธยา ยูไนเต็ด

สโมสรลงแข่งขันภายใต้ชื่อใหม่อย่างเป็นทางการเป็นนัดแรกเมื่อวันที่ 19 มีนาคม พ.ศ. 2559 ในลีกภูมิภาค ดิวิชัน 2นัดที่บุกไปชนะนครสวรรค์ เอฟซี 1–0 ที่สนามกีฬากลางจังหวัดนครสวรรค์ จากลูกโหม่งของ รุ่งโรจน์ สว่างศรี อดีตกองหลังทีมชาติไทย ทำให้เขาถูกบันทึกว่าเป็นผู้เล่นที่ยิงประตูแรกในลีกให้กับสโมสร โดยเมื่อจบฤดูกาลสโมสรสามารถคว้าอันดับที่ 4 ในลีกภูมิภาค ดิวิชั่น 2 โซนภาคกลางได้สำเร็จ และได้เลื่อนชั้นสู่ไทยลีก 3

รวมกับ อยุธยา วอริเออร์

หลังจบฤดูกาล 2559 แม้สโมสรจะได้เลื่อนชั้นขึ้นไปแข่งขันในไทยลีก 3 แต่ก็ต้องประสบปัญหาในการยื่นขอใบอนุญาตสโมสรฟุตบอล (Club Licensing) อันเป็นเงื่อนไขสำคัญในการที่ลงแข่งขัน ประกอบกับทาง สโมสรฟุตบอลอยุธยา วอริเออร์ ที่ได้เลื่อนชั้นขึ้นมาเล่นในไทยลีก 3 เช่นเดียวกัน ต้องส่งคืนสิทธิในการลงแข่งขันคืนให้กับ สโมสรฟุตบอลจังหวัดพิจิตร ทั้งสองสโมสรจึงร่วมมือกัน โดยใช้สิทธิของ อยุธยา ยูไนเต็ด

การร่วมมือกันของทั้งสองสโมสร ทำให้มีประธานสโมสร 2 คน โดยมี นิรันดร์ วนิชวรพงษ์ ประธานสโมสรคนเดิมเจ้าของสิทธิ และ อดิศักดิ์ พันธ์เจริญวรกุล ประธานคนใหม่ ซึ่งเป็นอดีตประธานสโมสรของ อยุธยา วอริเออร์ โดยมีการเปลี่ยนโลโก้สโมสรรวมถึงสนามเหย้าแห่งใหม่ โดยย้ายสนามเหย้าจากเดิมที่ใช้สนามกีฬาเสนาบดี อำเภอเสนา มาเป็นสนามกีฬาจังหวัดพระนครศรีอยุธยา อำเภอพระนครศรีอยุธยา[5]

ไทยลีก 3

• ฤดูกาล 2559
• ฤดูกาล 2560
• ฤดูกาล 2561

ไทยลีก 2

• ฤดูกาล 2562

หลังจากพีทีที ระยองในไทยลีกและไทยฮอนด้าในไทยลีก 2 ไม่ส่งทีมเข้าแข่งขันในฤดูกาล 2563 สมาคมฟุตบอลฯ มีมติให้คงจำนวนทีมในไทยลีกและไทยลีก 2 เป็น 16 และ 18 ทีมตามเดิมเพื่อให้จำนวนทีมเหมาะสมและเอื้อต่อลิขสิทธิ์การถ่ายทอดสด ทำให้สุพรรณบุรีที่จบฤดูกาลด้วยอันดับที่ 14 ในไทยลีกยังคงแข่งขันในไทยลีกต่อไป ส่วนราชนาวีที่จบฤดูกาลในอันดับที่ 16 ในไทยลีก 2 ฤดูกาล 2562 ยังคงแข่งขันในไทยลีก 2 เช่นกัน ในขณะที่อุบล ยูไนเต็ดซึ่งเป็นสโมสรที่ดีที่สุดเป็นอันดับสองในกลุ่มตกชั้นนั้นไม่ผ่านคลับไลเซนซิงและถูกปรับตกชั้นไปแข่งขันในไทยลีก 4 ทำให้สิทธิ์การแข่งขันในไทยลีก 2 ฤดูกาล 2563 ตกเป็นของอยุธยา ยูไนเต็ด[6][7]