A comienzos de los años veinte, un reducido grupo de vila-realenses aficionados al deporte en general -y al fútbol en particular-, decidieron organizarse para fomentar la práctica de este deporte. Así el 10 de marzo de 1923 fundaron el Club Deportivo Villarreal que, pese a no participar en competiciones oficiales hasta la década siguiente, propició la disputa de numerosos partidos de carácter amistoso.

La primera junta del club, celebrada el 24 de mayo de 1923, estuvo formada por el farmacéutico José Calduch Almela, como presidente, el empleado de banco José Martínez Aguilar, como secretario, el administrador de correos Carlos Calatayud Jordá, como tesorero, y los vocales Juan Nebot, Alfonso Saera, Manuel Calduch, Pascual Arrufat Catalá, Vicente Cabedo Meseguer y Manuel Amorós Fortuño.

Según explicó José Calduch, primer presidente del club, para poder jugar al fútbol “compramos unas diez hanegadas de terrenos plantados de algarrobos, los nivelamos, construimos las vallas y edificamos una caseta para los jugadores”. El campo de deportes -en sus comienzos arrendado por el club a los propietarios, José Calduch primero y después Vicente Marmaneu Ballester- siempre estuvo ubicado en la partida El Madrigal, de la que tomaría su nombre tras una primera etapa en la que se denominó Campo de Deportes.

Así, se determina que la entrada para los adultos sería de 0,5 pesetas, mientras que para los niños sería de la mitad. Las mujeres entrarían gratis al campo. En esa misma reunión se decidió comprar las primeras doce equipaciones con las telas más comunes y fáciles de conseguir en la época, por ello se optó por camisetas blancas y pantalones negros. Esos fueron los primeros colores del club y se mantuvieron así hasta 1946, año en el que se cambiarían las camisetas al color amarillo (los pantalones se mantendrían negros en esa etapa).

El partido inaugural se disputó el 17 de junio de 1923 entre los equipos CD Castellón y Cervantes, ambos de la capital, con arbitraje del colegiado Farnós. Pasarían cuatro meses para que el Villarreal disputase su primer partido amistoso. De esta forma, el 21 de agosto de 1923, el equipo local se enfrentó al Red y Star de Castellón.

El equipo comenzó a tomar parte en los campeonatos provinciales y regionales, surgiendo asimismo en la localidad diversas peñas, cuyos equipos cubrían las fechas que dejaban libres las competiciones oficiales por entonces de corta duración.

Una de las primeras fechas importantes para el Villarreal data de la temporada 35-36, en la que el equipo disputa la eliminatoria de promoción de ascenso a Segunda División. Tras proclamarse campeón de Primera Regional en un grupo en el que figuraban equipos como Alcoyano, Gandía, Alcira, Olímpico de Játiva o Sport de la Plana, el CD Villarreal disputó a doble partido frente al Cartagena la promoción de ascenso a Segunda División (entonces no existía la Tercera).

El partido de ida se disputó el 26 de enero de 1936, mientras que el de vuelta tuvo lugar el 2 de febrero. Con una dolorosa goleada en su visita a los departamentales (5-0), el 3-1 del partido de vuelta no sirvió para lograr el objetivo del anhelado ascenso. Los cartageneros hicieron valer su condición de jugadores profesionales para llevarse la eliminatoria.

Un año después, el conjunto vila-realense se proclamaba campeón de la Primera Regional, pero la Guerra Civil Española acabó con cualquier atisbo de competición deportiva. Tras el paréntesis de la guerra, la competición volvió a localidad con el equipo militando en Segunda Regional, pero el CD Villarreal se vio abocado a la desaparición en 1942.