Клуб заснований в 1930 році. Перше досягнення датовано 1935 роком, тоді команда «Уралмашзаводу» виграла своє перше чемпіонське звання — чемпіон м. Свердловська. Виступав у чемпіонатах СРСР з 1945 року, майже весь час, за винятком сезону 1969 року, клуб провів у нижчих лігах чемпіонату. У 1969 році команда грала у Вищій лізі першості СРСР. У турнірі на Кубок СРСР «Урал» доходив до чвертьфіналу тричі, у 1965/66, 1967/68 і 1990/91.
Після розпаду СРСР клубу випала можливість виступати у Вищій лізі Чемпіонату Росії. У ній «Уралмаш» провів п'ять сезонів (1992—1996), найкращим досягненням було восьме місце в 1993 і 1995. Наступного року клуб дійшов до півфіналу кубка Інтертото, а в чемпіонаті виступив невдало і вилетів у першу лігу. На цьому невдачі не закінчилися і, відігравши сезон, клуб пішов ще нижче — в другий дівізіон, де пробув до 2002 року. У цьому році клуб вийшов у перший дивізіон, але втриматися в ньому не зміг і знову опинився в другій лізі. Але через рік, у 2004, «Урал» знову вийшов у перший дивізіон, де залишається до цього дня і бореться за вихід в Прем'єр-лігу. У 2006 році «Урал» завойовує бронзові медалі першості Росії в першому дивізіоні. Це найкращий результат команди за останні 10 років історії.
У 2017 році клубу вдалося вийти у фінал розіграшу Кубка Росії 2016/2017. У фінальному матчі кубка Росії «Урал» програв московському «Локомотиву» (0:2).
За рішенням керівництва ФК «Урал» ігровий номер 23, під яким грав нападник Петро Хрустовський, трагічно загиблий 5-го липня 2003 року в автокатастрофі, назавжди залишиться закріпленим за ним.
Юрій Матвєєв — єдиний футболіст в історії клубу, викликаний з нього в національну збірну Росії. Грав за «Уралмаш» у 1988—1989, 1990, 1992—1993 і 1994—1995 роках. 176 матчів, 75 голів.
Євген Алхімов — найкращий бомбардир Першого Дивізіону ПФЛ за всю історію. Грав за «Урал» з 2006 по 2008 рік, в його складі ставав найкращим бомбардиром першості в сезоні-2006. 80 матчів, 31 гол.