Otro año que marca la historia del club es 1964, donde actuando por primer año en segunda división, se trae al espectacular Mario Desiderio para muchos el mejor jugador que ha vestido la Celeste en la historia. Ese año O´Higgins obtuvo con amplia ventaja el titulo de campeón de segunda división, volviendo al fútbol de primera en San Fernando ante Colchagua.

Luego de ese ascenso se lucha por destacar en Primera División, pero no se logra llegar a posiciones de avanzada, pero comienza a notarse el semillero Celeste en los equipos, Joel Retamal, Luis Pino, Francisco Cuevas destacan entre los principales frutos de las series inferiores.