Nowy sezon na zapleczu ekstraklasy zaczął się niepomyślnie. Trzy porażki na początek z Gwardią Warszawa, Stoczniowcem Gdańsk, Bałtykiem Gdynia i remis z Olimpią Poznań nie wróżyły nic dobrego. Jednak od piątego meczu przyszła wspaniała seria siedmiu zwycięstw z rzędu. Ostatecznie radomianie zakończyli sezon na wysokim piątym miejscu. W następnym sezonie do zespołu dołączyli m.in.: Tadeusz Wanat, Andrzej Niedziółka, Paweł Zawadzki i Szymon Trzaskowski. Zieloni uplasowali się na szóstej pozycji, na stałe wdzierając się do czołówki tej klasy rozgrywkowej. Warto dodać, że od stycznia 1979 roku trenerem zespołu został Paweł Kowalski. W kolejnych sezonach drużyna zajmowała siódme i dwa razy jedenastce miejsce. Warto w tym miejscu podkreślić, że sukcesy Radomiaka to przede wszystkim duża zasługa długoletniego dyrektora Radoskóru - Andrzeja Foremniaka, który potrafił przekonać decydentów do zwiększenia środków finansowych na sport oraz od budowy obecnego budynku klubowego.
W sezonie 1982/1983 po bardzo dobrej rundzie jesiennej, kiedy to Radomiak został mistrzem jesieni, w kibiców wstąpiła nadzieja na awans swoich pupili do ekstraklasy. Wiosną jednak radomianie dali się wyprzedzić Motorowi Lublin. Przysłowiowe "co się odwlecze to nie uciecze" sprawdziło się rok później. Scenariusz rozgrywek ligowych był podobny do poprzedniego roku. Na półmetku znowu najlepszy był Radomiak wyprzedzając o 3. punkty Resovię Rzeszów. - Tej szansy nie można nie wykorzystać - powiedział po zakończeniu rundy jesiennej ówczesny prezes klubu Marian Telęga. - Zrobimy Wszystko, aby nie przegapić okazji awansu. Tak też się stało. Przez całą rundę rewanżową Radomiak utrzymywał bezpieczny dystans nad rywalami. Na dwie kolejki przed zakończeniem sezonu miał 3 punkty przewagi nad Polonią Bytom. W środę 20. czerwca 1984 roku pond tysiąc radomskich kibiców udało się do Warszawy na mecz z Hutnikiem. Zaczęło się od prowadzenie gości po bramce Szymona Trzaskowskiego w 20. minucie. W 30. minucie gospodarze doprowadzili do remisu. Bramkę zdobył Wójcik. Zwycięskiego gola na pięć minut przed końcem strzałem z głowy zdobył 20-letni Mirosław Banaszek, wykorzystując dalekie podanie Marka Wojdaszki. O godzinie 19:17 wszystko było już jasne. Kibice przybyli na mecz z Radomia wtargnęli na boisko, piłkarzy rozebrali z koszulek i na rękach znosili z boiska. W niedzielę 24. czerwca podczas ostatniego meczu ze Stalą Mielec panował świąteczny nastrój. Obok bohaterów tamtych dni w kolumnie szli piłkarze rozsławiający klub przed trzydziestu i więcej laty.
Awans piłkarzy do ekstraklasy był ukoronowaniem długoletniej pracy prezesa Ryszarda Antoniewicza. Zaraz po wyzwoleniu przyjechał on do Radomia, gdzie podjął pracę w zakładach obuwniczych. Wspólnie z kolegami organizował różnego rodzaju wieczornice, czyny społeczne. Został zauważony przez ówczesnego dyrektora zakładów Tadeusza Siekierę, który zaproponował mu działalność w klubie. Jak się później okazało na zebraniu sprawozdawczo-wyborczym wybrano go na prezesa klubu. Miał wtedy zaledwie 21 lat. Jego przygoda z klubem trwała prawie 40 lat.
Autorami historycznego awansu byli: Krzysztof Koszarski, Jan Makowiecki, Tadeusz Łukiewicz, Arkadiusz Skonieczny, Paweł Zawadzki, Marek Sadowski, Ryszard Mrozek, Andrzej Niedziółka, Mirosław Banaszek, Szymon Trzaskowski, Krzysztof Jeromin, Marek Ogorzałek, Marek Wojdaszka, Janusz Pietrasik, Leszek Zgutka, Zdzisław Dutka, Bernard Bojek, Mirosław Sajewicz, Janusz Rybak, Jan Matuszewski, Wiesław Stachurski. Trenerami zespołu byli: Józef Antoniak i Jur Zieliński.