ФК «Харьков», став правопреемником харьковского «Арсенала», начал свою историю с выступления в высшей лиге 15-го чемпионата Украины (сезон 2005−2006 гг.). И, собственно, с первого матча 15-го чемпионата Украины (в нем 12-го июля 2005-го года «Харьков» сыграл в родных стенах вничью 1:1 с криворожским «Кривбассом») начинается история клуба.

Свой дебютный сезон «Харьков» завершил на 13-м месте. Команда набрала в 30 играх 33 очка (9 побед, 6 ничьих, 15 поражений. Разница забитых и пропущенных мячей 29−36).

Четверо футболистов «Харькова» (Александр Яценко, Александр Максимов, Евгений Чеберячко и Андрей Обремко) в составе молодежной сборной Украины завоевали серебряные медали первенства Европы-2006 среди футболистов не старше 21 года.

Александр Яценко в составе сборной Украины стал четвертьфиналистом чемпионата мира-2006.

Все футболисты, представлявшие «Харьков» в 15-м чемпионате Украины: вратари — Андрей Оникиенко, Дмитрий Стойко, Рустам Худжамов, Сергей Веремко; защитники — Сергей Ветренников, Дмитрий Гололобов, Андрей Березовчук, Сергей Селезнёв, Александр Грановский, Владимир Самборский, Александр Яценко, Николай Волошин, Игорь Буряк, Виталий Комарницкий, Андрей Ходыкин; полузащитники — Александр Максимов, Виктор Барышев, Андерсон Рибейро, Игорь Шопин, Евгений Чеберячко, Эльдар Ибрагимов, Владислав Зайчук, Анатолий Опря, Руслан Гунчак, Игорь Цыгырлаш, Андрей Оберемко; нападающие — Юрий Целых, Александр Гладкий, Александр Пихур, Игорь Продан, Андрей Коваль.

Главным тренером «Харькова» в сезоне 2005−2006 гг. был Геннадий Литовченко. По завершении сезона у него завершился контракт и команду возглавил Владимир Кулаев.
Этот специалист пробыл на тренерском мостике «Харькова» неполные полгода. Первую часть 16-го чемпионата Украины команда завершала под руководством и. о. главного тренера Михаила Стельмаха.

28-го ноября 2006-го года команде был представлен новый главный тренер — Владимир Бессонов.

В 16-м чемпионате Украины (сезон 2006−2007 гг.) «Харьков» финишировал на 12-м месте. Команда набрала в 30 играх 33 очка (8 побед, 9 ничьих, 13 поражений. Разница забитых и пропущенных мячей 26−38).

Нападающий «Харькова» Александр Гладкий, забив 13 голов, стал лучшим бомбардиром 16-го чемпионата Украины.

В розыгрыше Кубка Украины «Харьков» показал свой лучший результат, дойдя до стадии 1/8 финала, где уступил будущему обладателю Кубка киевскому «Динамо».

Все футболисты, представлявшие «Харьков» в 16-м чемпионате Украины: вратари -Дмитрий Стойко, Рустам Худжамов; защитники — Андрей Березовчук, Анатолий Кицута, Виталий Комарницкий, Амор Дербель, Владимир Самборский, Александр Яценко, Анатолий Опря, Сергей Ветреников, Сергей Рожок, Андрей Соколенко, Алексей Панковец; полузащитники — Андрей Куценко, Александр Максимов, Андерсон Рибейро, Игорь Шопин, Евгений Чеберячко, Александр Сытник, Эльдар Ибрагимов, Руслан Гунчак, Игорь Цыгырлаш, Гуванчмухамед Овеков, Андрей Смалько, Евгений Лошанков, Алексей Городов, Николай Гринченко, Александр Процюк; нападающие — Александр Гладкий, Юрий Целых.