L’Unione Sportiva Sestri Levante venne fondata sabato 27 settembre 1919.
Si è soliti narrare che il Sestri Levante venne fondato sulla spiaggia di Portobello da Ernesto Wissiach, Battista Capello, Achille Perazzo, Federico Bacigalupo, Calisto Panero, Edilio Campi, Silvano Lamoretti, Pietro Gandolfo, Primin Spotti, Augusto Marazzini, Andrea Pieri, Nino Lambruschini, Felice Montepagano, Giacomo Tassano, Giacomo Torricelli e Giovanni Descalzo. Si narra inoltre che i colori per la divisa vennero ispirati da una immagine che si andava formando nel cielo: una piccola nuvola blu che vagando nel cielo fu colpita dal rosso fuoco del tramonto. Il rosso e il blu sono appunto i colori della casacca del Sestri. La prima gara disputata dalla squadra fu contro il Rapallo Ruentes e terminò col punteggio di 1-1, rete di Riva per i rossoblù. Ecco la prima formazione del Sestri Levante: Montepagano; Massucco, Parchi I; Canepa, Cervelli, Cafferata, Capello, Riva, Bo, Ertola, Parchi II.

Nel 1922, quando venne rifondato l’ordinamento federale della FIGC, l’Unione partì dalla Terza Divisione, rimanendovi per quattro anni.La risalita iniziò nell’annata 1926/1927, quando il club sestrese vinse il campionato ligure partecipando, con successo, agli spareggi per salire di categoria. Al termine di gare con Siena, Empoli e Pontedera, la squadra viene promossa in II Divisione e l’anno dopo sale ancora di categoria essendo promossa in Prima Divisione, torneo che sei anni dopo avrebbe gemmato la Serie C. In un girone con, fra gli altri, Spezia, Pisa, Savona e Lucchese, l’Unione riuscì sovente ad ottenere positivi risultati. Fu tra l’altro un torneo storico: la squadra rossoblù riuscì a sconfiggere lo Spezia in casa per 2-1 e proprio all’ultima giornata sconfisse il Pisa per 5-0 raggiungendo i pisani in classifica a 28 punti.Seguirono alcuni anni di alti e bassi, finché nel 1939 il Sestri conquistò il più ambito trofeo locale dell’epoca, la Coppa del Levante.

Nella stagione 1959/1960 la IV Serie diventò Serie D. Nelle prime tre stagioni del decennio il Sestri, guidato da Alfonso Borra, raggiunse posizioni di metà classifica. Nel 1961/1962 la squadra partì male ma riuscì a risalire nel girone di ritorno. Dopo un settimo posto nel 1962/1963, la stagione successiva il club (guidato da Aldo Zucchero e poi da Ambroretti) si salvò soltanto grazie ad uno spareggio a tre al termine della stagione. Tuttavia la retrocessione venne rimandata di un solo anno: l’ultimo posto nel 1964/1965 li condannò alla discesa in Promozione. Guidati da Gianni Odone, ex giocatore del Genoa, vinsero subito con 41 punti il torneo di Promozione, davanti alla Sammargheritese, risalendo in D. Alla guida della squadra arrivò Sergio Curletto e il 1967/1968 vide l’Unione piazzarsi undicesima.
Seguì un’altra retrocessione in Promozione, dove la squadra rimase due anni prima del nuovo ritorno in Serie D.

Nel 1981 la squadra venne inserita nuovamente nel girone ligure-toscano del Campionato interregionale, la ex Serie D. La stagione 1981/1982 si chiuse con un altro piazzamento di metà classifica, nono posto. Al termine della stagione 1982/1983, dopo 12 anni in D, arrivò per i rossoblù la prima storica retrocessione in Promozione, il torneo di sesta divisione. Il 15 maggio 1983, ultima giornata di campionato, la squadra levantina affrontava in casa la già retrocessa Sangiovannese, mentre i diretti concorrenti per la salvezza, il Rapallo San Desiderio, giocavano in trasferta contro il Ponsacco. Al Sestri Levante sarebbe bastato anche un pareggio, invece arrivò la sconfitta per 2-3 (rete decisiva di Bicchioni all’86’ per i toscani); contemporaneamente la squadra rapallese andò a vincere a Ponsacco; la classifica finale vide dunque il Rapallo San Desiderio salire a 26 punti, seguito dal Sansovino a 25, dal Sestri Levante a 24 e dalla Sangiovannese a 18 punti. Le ultime due squadre retrocedevano. Seguirono altre sei stagioni in Promozione, al termine delle quali il Sestri retrocesse ancora, finendo nella settima divisione, la Prima Categoria. Riguadagnò comunque l’accesso alla Promozione già al termine del campionato 1989/1990, dopo solo un anno.

Mario Arioni venne a ricoprire la carica di presidente, subentrando nel corso del campionato di Promozione 2000/2001 a Sergio Gaburri. I primi tre acquisti furono Puppo, Ghiorzo e Giuseppe Carillo. L’obiettivo era quello di riportare la società in Serie D: la squadra, guidata in panchina da Luca Bacherotti, perse l’occasione di essere promossa in Eccellenza solo nelle ultime gare in campionato. L’Eccellenza venne raggiunta l’anno dopo sotto la guida del nuovo allenatore Zizzi Stagnaro. A concludere la positiva annata ci fu la conquista della Coppa Italia di Eccellenza-Promozione della Liguria il 21 maggio 2002 allo stadio Luigi Ferraris di Genova, battendo il Finale Ligure 1-0. L’anno dopo in Eccellenza l’obiettivo di vincere il campionato venne mancato per poco, visto che il club giunse secondo in classifica dopo lo spareggio contro il Pontedecimo, e negli spareggi interregionali venne superato dai friulani del Pozzuolo (1-1 all’andata in Friuli, 1-3 a Sestri Levante). Il 2003-2004 fu una stagione di transizione, mentre il campionato successivo, il 2004/2005 la squadra puntò alla Serie D. A ricoprire il ruolo di allenatore venne chiamato Claudio Bottaro, ex calciatore del Sestri Levante negli anni settanta-ottanta. L’8 maggio 2005 il club rossoblù vinse 1-0 nell’ultima giornata contro la Golfodianese, guadagnando così l’accesso alla Serie D dopo un duello contro la Sestrese, giunta seconda in classifica. L’anno dopo, in Serie D, come coach venne ingaggiato Costanzo Celestini, ex giocatore del Napoli negli anni ottanta. L’Unione venne inserita nel girone E con squadre toscane, umbre e liguri. La squadra si laurea campione d’inverno, ma la risalita in Serie C viene solo sfiorata, visto il negativo andamento nel girone di ritorno.

Per la stagione 2006/2007 il presidente Arioni affida il Sestri nelle mani di Salvatore Mango, poi sostituito da Sergio Ghilino, in seguito da Flavio Ferraro e infine da Giovannino Casaretto. Quest’ultimo riesce a evitare la retrocessione della squadra grazie al doppio confronto dei play out contro il Saluzzo: all’andata vittoria dei piemontesi per 2-1, mentre il ritorno al Sivori si conclude con lo stesso risultato dell’andata, ma a favore del Sestri che può così conservare la categoria grazia al miglior piazzamento in campionato rispetto agli avversari. L’anno dopo il Sestri torna ad essere incluso nel girone A con squadre titolate come Alessandria, Casale e Vado. Per la stagione 2007/2008 il presidente, confermato in panchina Giovannino Casaretto, decide di affidare il ruolo di direttore sportivo a Eugenio Bersellini, ex tecnico di Inter, Sampdoria e Torino. Il Sestri viene inserito nuovamente nel girone A assieme a undici squadre piemontesi e a sette liguri. Anche in questa stagione la partenza della squadra è negativa: l’allenatore Casaretto viene esonerato e sostituito con Adriano Buffoni; vengono anche acquistati alcuni giocatori ex professionisti come Paolo Annoni e Daniele Bellotto. La salvezza matematica viene raggiunta all’ultima giornata, cosicché la squadra non deve disputare i playout. Nella stagione 2008-2009 il Sestri Levante conclude al quattordicesimo posto in campionato e viene sconfitta nei play-out dalla Sestrese, così dopo quattro stagioni consecutive in Serie D, la squadra rossoblu retrocede in Eccellenza dove concluderà la sua prima stagione al 3º posto in classifica e raggiungendo la finale di Coppa Italia regionale giocata a Vado Ligure e persa 2-0 contro la Sanremese.