Fundat el 21 de juliol de 1902 per Oscar Cox, fill petit d'un ciutadà anglès vicecònsol d'Anglaterra a l'Equador, el Fluminense Football Club lluïa, en aquell moment, els colors gris i blanc. Cox és un dels principals responsables de l'arribada del futbol al Brasil. En diversos viatges a la "Terra de la Reina", sempre portaven notícies, pilotes, material esportiu. També va jugar, va ser campió carioca de 1906, quan el Fluminense ja era verd, blanc i grená. Amb problemes per adquirir la tela grisa per a l'uniforme original, el 1904 es va aprovar el canvi, donant origen a la tricolor.
Pioner, el Fluminense va construir el primer estadi de ciment d'Amèrica Llatina, l'Estadi Laranjeiras, que va acollir el Campionat Sud-americà de Seleccions Nacionals, actualment Copa Amèrica, i els Jocs Olímpics Llatinoamericans, actualment els Jocs Panamericans, i va ser escenari del primer títol rellevant de la selecció brasilera.
Considerat el Premi Nobel de l'Esport, el Fluminense és l'únic club d'Amèrica Llatina que ostenta la Copa Olímpica el 1949, a més de ser l'únic club de futbol del món que porta el seu nom inscrit en l'honor atorgat pel Comitè Olímpic Internacional pels seus serveis a aquest esport.
Va ser de Preguinho, un dels ídols tricolors, el primer gol de la selecció brasilera en Mundials. Des de Cox, moltes estrelles han portat la samarreta Fluminense. A més de Preguinho, Pinheiro, Hèrcules, Escurinho, Waldo, Orlando de Ouro, Welfare, Ademir de Menezes, Rivellino, Altair, Jair Marinho, Gerson, Marcos Carneiro de Mendonça, Félix, Castilho, Carlos Alberto Torres, PC Caju, Pintinho, Branco, Didi, Ézio, Romerito, Assis, Washington, Renato Gaúcho, Tele Santana, Romário, Deco, Conca, entre d'altres, van fer l'alegria del públic tricolor.
Quatre vegades campió brasiler, campió de la Copa do Brasil i la Copa da Primeira Liga, i 31 vegades campió estatal. Subcampió de la Copa Libertadores i de la Copa Sud-americana.
A més de les seus de Laranjeiras i Maracanã, on juga els seus partits, el Fluminense compta amb dos Centres d'Entrenament. El de Xerém, al Duque de Caxias, se centra en les divisions bàsiques, i el de Barra da Tijuca, en el Futbol Professional.