Debutó en Tercera División en la temporada 1946-47 y ese mismo año logró el ascenso a la Segunda División de la mano del técnico Valentín Reig «Picolín», exfutbolista valenciano del club. Entre 2002 y 2004 el club contó con un tercer filial, el Valencia Club de Fútbol C, que desapareció al bajar el Mestalla a Tercera División en 2004, arrastrando al «C» a Preferente. Valencia CF, Luis Casanova (con la aceptación del presidente del CD Mestalla, Federico Blasco) renunció al ascenso por no querer enfrentar al filial contra el equipo matriz, a pesar de que ninguna norma impedía coincidir en una misma categoría a clubes con sus filiales.
