El Club Deportivo Getxo fue fundado el 9 de junio de 1927 en el barrio de Algorta de Guecho. Por aquel entonces el Arenas Club de Getxo, club que representaba a Guecho, se encontraba en su época dorada y era uno de los principales clubes de fútbol de España, de hecho había disputada a principios de mayo su cuarta final de la Copa del Rey.

El hecho de que aquel mismo año se fundara un nuevo club en un municipio que no era demasiado grande y que además ya tenía un equipo exitoso, solo se explica por el hecho de que los barrios de Guecho poseen una fuerte personalidad. Y es que el Arenas Club de Guecho, a pesar de representar a todo Guecho era básicamente un equipo arenero, es decir del barrio de Las Arenas y el barrio de Algorta necesitaba tener su propio equipo, eso debieron pensar al menos los fundadores del C.D. Getxo.

Mientras sus vecinos areneros jugaban en la Primera división española, los de Algorta comenzaron en categorías regionales de Vizcaya, donde no obtuvieron malos resultados. Tras el parón de la Guerra Civil (1936-39), el Guecho ascendió en 1945 a la Tercera división española, categoría en la que coincidió en la temporada 1945-46 por primera vez con el Arenas.

Si bien es cierto que el C.D. Getxo nunca ha llegado a tener la importancia que tuvo el Arenas durante los años 20, 30 o incluso principios de los 40, lo cierto es que desde 1945 las trayectorias de ambos clubes fueron bastante parejas. El C.D. Getxo se afianzó como un clásico de la Tercera División; durante los 40 años que pasaron desde su primer ascenso de 1945, hasta 1985, estuvo 35 temporadas en la Tercera división, 4 temporadas en regional y 1 temporada de fugaz paso por la 2ªB. El Arenas en el mismo periodo estuvo 32 temporadas en Tercera, 7 en regional y pasó 1 temporada fugazmente por la 2ªB. Ello contribuyó a igualar a los dos equipos getxotarras, aunque al CD Getxo le falta el peso histórico que si tiene el Arenas por sus éxitos del pasado.
En los últimos 20 años, en cambio el Arenas ha obtenido mejores resultados que el CD Getxo, que ha pasado largos periodos en Categoría Regional (1985-90, 1998-05 y desde el 2006). Su última temporada en Tercera división fue la 2005-06.

Durante todos estos años el Getxo ha participado en una docena de ocasiones en la Copa del Rey. Debutó en 1948 siendo eliminado por sus vecinos del Arenas y por el momento su última participación data de 1992. En la edición de 1978 llegó a derrotar por 2-0 al Sevilla FC en la primera eliminatoria, aunque fue eliminado finalmente por los andaluces (3-2 en el global).
La nómina de jugadores famosos que pasaron por el C.D. Getxo es bastante extensa. Por destacar aquellos que tuvieron mayor resonancia; casi todos hicieron carrera en el Athletic Club de Bilbao y llegaron a ser internacionales: Nando González, José María Orue, Eneko Arieta, José María Maguregui, José Luis Arteche, Mauri Ugartemendía, Manolín Martínez, Ángel María Villar, José María Echevarría, Etura, Merodio, Endika Guarrotxena, Iturriaga.

Aunque durante buena parte de su historia ha utilizado el nombre de Club Deportivo Guecho, el club actualmente suele utilizar el de Club Deportivo Getxo.