Durante su larga historia, tanto como Green Cross-Temuco como con su actual denominación, el cuadro albiverde no había logrado una clasificación a campeonatos continentales. Estuvo cerca en diferentes ocasiones:

• En 1969, remató en tercer lugar en el campeonato nacional, a dos puntos del segundo puesto, Rangers, que logró el segundo puesto clasificando a la Copa Libertadores 1970. En el verano de 1970, disputó en partidos de ida y vuelta ante Unión Española el paso a la Recopa Sudamericana de Clubes 1970. A diferencia de su rival, el equipo temuquense debía derrotar en los dos partidos al conjunto hispano para lograr la clasificación continental. Finalmente, Unión Española venció a Green Cross-Temuco en los dos partidos, logrando la clasificación.^[1]​
• En 1975, remata en cuarto lugar en el campeonato nacional. Durante la Liguilla Pre-Libertadores 1975, sumó dos empates y una derrota, quedando en cuarta posición del mini torneo.
• En el verano de 1994, durante la Liguilla Pre-Libertadores 1993, llegó a la última fecha del minitorneo con la primera opción, pero sus esperanzas se destruyeron luego de una derrota ante Unión Española por 0-1, con un gol de Mario Lucca, dándole la clasificación al equipo hispano a la Copa Libertadores 1994.^[2]​
• En 1995, nuevamente clasificó a la Liguilla Pre-Libertadores, terminando en un lejano tercer lugar del minitorneo.

Finalmente, durante el Torneo de Transición 2017 el conjunto temuquense dirigido por Dalcio Giovagnoli llegaba con la primera opción para clasificar a la Copa Sudamericana 2018, pero fue incapaz de derrotar a Universidad de Concepción como local, empatando a un gol y dejando servida la clasificación a Deportes Antofagasta.^[3]​ Al día siguiente, el cuadro puma cayó ante Universidad Católica por 4-2, dejando al equipo albiverde en la 6° ubicación del torneo, clasificando por primera vez a una copa continental, a la Copa Sudamericana 2018 como Chile 4.^[4]​

El sorteo de la Copa Sudamericana, celebrado en diciembre de 2017, emparejó en primera ronda al equipo temuquense ante Estudiantes de Mérida de Venezuela.^[5]​ Tras la suspensión del partido de ida, originalmente calendarizado para el 10 de abril,^[6]​ el 18 de abril el conjunto temuquense rescató un empate 1-1 con gol de Alfredo Ábalos a los '88.^[7]​ el partido de vuelta se llevó a cabo el 9 de mayo en el Estadio Germán Becker, donde el Pije logró una victoria por 2-0, con goles de Mathías Riquero y Cristián Canío desde el punto penal.^[8]​ El 4 de junio se sorteó la siguiente etapa del campeonato continental, dejando emparejado al equipo chileno con su similar de San Lorenzo de Argentina, quedando el partido de ida en Buenos Aires y el partido de vuelta en Temuco.^[9]​

El 26 de junio, ya con Miguel Ponce en el banco,^[10]​el equipo albiverde logró derrotar por 2-1 a San Lorenzo en el Estadio Nuevo Gasometro, con dupleta de Mathías Riquero, mientras que Nicolás Blandi había abierto el marcador para el local.^[11]​Al día siguiente, San Lorenzo anunció la presentación de un reclamo en contra de Temuco, debido a la alineación indebida de Jonathan Requena, quien había sido inscrito con anterioridad por Defensa y Justicia, infringiendo el reglamento de la competición.^[12]​El 7 de agosto, Conmebol indicó a través de redes sociales fallar a favor de San Lorenzo, brindándole la victoria por 3-0.^[13]​

El 15 de agosto, con un denso clima que contó con agresiones al bus que transportaba al club argentino el día anterior,^[14]​ en el Estadio Germán Becker, Temuco derrotó 1-0 a San Lorenzo en el partido de vuelta, con gol de Matías Donoso, quedando eliminado de la Copa Sudamericana por un global de 1-3.^[15]​

El 24 de agosto, se le denegó la apelación a Deportes Temuco, confirmando la victoria del equipo azulgrana en el partido de ida.^[16]​

En negrita competiciones activas.

• Historial de Deportes Temuco en competiciones nacionales