El club fue fundado un 31 de julio de 1931 bajo el nombre de Club Atlético Defensor Chacra Colorada o popularmente conocido como Club Deportivo Defensor Breña, equipo que bajo la presidencia del Señor Rómulo Martínez participó en algunas ligas deportivas de Lima hasta tomar la decisión de afiliarse a la Federación Peruana de Fútbol; es en estas circunstancias que la señorita Delia Vargas, quien se desempeñaba como secretaria de la Federación Peruana de Fútbol, sugiere que el nombre sea sustituido por el de Club Atlético Defensor Lima, para darle mayor realce.
En 1957, luego de lograr el título de Lima, vence en el triangular de campeones al Sport Dinámico del Callao y Defensor Espinar de Miraflores logrando el ascenso a la Segunda División de 1958. En 1960 logró el título de esta categoría tras vencer en la penúltima fecha a Unidad Vecinal por 1-0. De esta manera el equipo dirigido por Adelfo Magallanes consiguió el ascenso a Primera.
Su primera participación en la división de honor se dio en el año 1961 donde terminó en el puesto número seis. En 1973, Defensor Lima contrató a la base del equipo que conformaba la selección peruana gracias al apoyo del empresario pesquero Luis Banchero Rossi, este equipo es recordado por la calidad de jugadores que lo conformaron, entre los que se encontraban Barbadillo, José Fernández, Guillermo La Rosa, César Peralta, José Navarro, Roberto Challe y los argentinos Nestor Verderi y Pedro Alexis González. Y con ellos, Defensor Lima consiguió su único título profesional y el derecho a participar en la Copa Libertadores 1974 donde lograría el primer lugar de su grupo en primera fase por delante de El Nacional, Universidad Católica de Quito y del Sporting Cristal, clasificando a las semifinales del torneo donde seria superado por Sao Paulo y Millonarios de Bogotá.
Al año siguiente fue invitado a participar en la cuarta edición de la Copa Simón Bolívar, junto a los equipos Atlético Nacional de Colombia, El Nacional de Ecuador y Portuguesa de Venezuela coronándose campeón de dicho certamen de manera invicta. La oncena que formó en el último partido contra Portuguesa fue: Nestor Verderi; José Navarro, José Fernández, Eduardo Stucchi, Antonio Trigueros; Raúl Párraga, Carlos Valdivia, Roberto 'Titín' Drago; Francisco González, Guillermo La Rosa y Gerónimo Barbadillo.
Se mantuvo en la categoría de honor hasta el año 1978 en que descendió a la etapa nacional de la Copa Perú 1979. Años después seria ubicado en la Segunda División y en 1988 retorno a primera, de la mano de Roberto Challe, al coronarse campeón de la categoría de plata luego de vencer en partido de definición por penales a Juventud La Palma.1 Con el título accedió al torneo metropolitano del año siguiente, jugando este campeonato hasta 1991, año donde llegó hasta la liguilla final del Regional II que le permitió en 1992, cuando se reestructuró el campeonato, ser uno de los equipos invitados a participar en él, por haber ocupado el cuarto puesto en el torneo metropolitano de 1991.
En 1993 finaliza en antepenúltimo lugar teniendo que jugar un repechaje ante FBC Aurora. El partido, jugado el 23 de enero de 1994 en el estadio Nacional, finalizó 3-3 venciendo luego Defensor en los penales manteniendo la categoría. En el Descentralizado de 1994 Defensor Lima fue protagonista de uno de los hitos mas resaltantes en la historia de los campeonatos peruanos al perder frente a Sporting Cristal por 11 - 1, constituyendo la segunda mayor goleada en un campeonato peruano. En los años siguientes en la Segunda realizaría una actuación discreta e irregular, hasta 1997 en que una pésima campaña lo ubicó en la última posición del campeonato, descendiendo al torneo Interligas de Lima Metropolitana donde fue eliminado y retorno a su liga de origen, la Liga Distrital del Cercado de Lima.
En el año 2010 el club se desafilió de la Liga del Cercado empezando a participar en la liga de su distrito de origen, Breña. Ese año el equipo termino en sexto lugar de la Liga Distrital de Breña. Para el año 2011, en una mejor campaña el equipo quedo en cuarto lugar de su liga, siendo superado por Computronic, el Atlético Torino y la U. de América.
Este año 2012 se espera una campaña que lleve al equipo al lugar que merece como equipo histórico, los entrenamiento empezaron a fines de enero con miras al inicio de la Liga.
