El 18 de octubre de 1929, a pocos días que la provincia de Tacna se reincorpore al Perú, se reúnen en el nuevo Colegio Nacional de Varones los fundadores del club: Fausto Gallirgos, Manuel Chepote junto a un grupo de abogados y comerciantes. Fausto Gallirgos propone el nombre de "Coronel Bolognesi" como homenaje a Francisco Bolognesi, defensor de Arica en la Batalla de Arica. Manuel Chepote es elegido presidente del club. Allí se eligieron los colores de la bandera peruana como el uniforme; camiseta roja, pantalones blancos.
Después de varios años de frustraciones en la Copa Perú, en los que fue eliminado por los equipos representantes de Arequipa, en septiembre de 1976 Bolognesi clasifica para participar en la finalísima y un recordado 10 de octubre logra el título de campeón nacional al ganar 2 - 0 al Sport Ancash. Por primera vez un club tacneño ingresaba al fútbol profesional.
Al año siguiente hizo una buena campaña con un récord de triunfos como local ante los mejores equipos. Otra buena campaña fue en 1987 con la presencia del técnico Carlos "Tito" Reyna y los jugadores: Julio Colina, Alberto Sánchez, Wálter Nájar, Marco Charún, Pascual Quispe, Pedro Barrionuevo, Pedro Novella, Mario Cisterna, Ricardo Zegarra, Alfonso "Cococho" Reyna, Jorge Cisterna, Hugo García e Israel Conde.
Bolonesi llegó a participar en dos liguillas clasificatorias para la Copa Libertadores, pero en el año 1992 el club pierde la categoría profesional y retorna a su liga de origen.
En el año 1998 se fundan las divisiones menores de este club con el nombre de Deportivo Bolito, que bajo la dirección de Elena Martorell realizó una rápida campaña, campeonando en la liga de Tacna, la tercera división en 1998, la segunda división en 1999 y la primera división en el 2000, para finalmente campeonar en la Copa Perú en el 2001, lo que permitió regresar al fútbol profesional.
Su hermano Fernando Martorell, quien durante años hizo esfuerzos para lograr este cometido, tomó la posta para que con la conformación de un consorcio empresarial Bolito cambie a Coronel Bolognesi FC, equipo que en el año 2004, bajo la dirección de Roberto Mosquera consiguió clasificar a la Copa Sudamericana.
El Coronel Bolognesi FC ha participado en cuatro torneos internacionales: tres veces en la Copa Sudamericana y una en la Copa Libertadores de América.
En el 2004, en su primera participación fue eliminado en la primera fase por el Alianza Atlético de Sullana, ganando 1 - 0 en Tacna con gol de Johan Fano y perdiendo 4-1 en Piura.
En el 2006 en primera fase se enfrenta a la Universidad San Martín de Porres, clasificando luego de ganar en Tacna 1 - 0 y perder 3 - 2 en Lima. Los goles tacneños fueron de Johan Vasquez y Johan Fano. En segunda fase se enfrenta al Colo-Colo de Chile, venciendo en Tacna 2 - 1 con goles de Johan Fano y Masakatsu Sawa; y perdiendo 1 - 0 en Santiago de Chile.
En el 2007 en primera fase se enfrenta al Millonarios de Colombia, venciendo en Bogotá 1 - 0 con gol de Paul Cominges, y perdiendo en Tacna 1-0. Luego en penales caería 5 - 4 tras un penal fallado por Javier Chumpitaz.
En el 2008 participó en su primera Copa Libertadores enfrentándose a Flamengo de Brasil, Nacional de Uruguay y Cienciano de Perú, siendo eliminado en la segunda fase, llamada fase de grupos.
Tras una temporada en la que la atenció se concentró en los líos judiciales de la familia Pizarro (su principal accionista), Bolognesi consiguió 36 puntos en 44 fechas con lo cual descendió a segunda, siendo su peor resultado la goleada a manos del Sport Huancayo por 7 - 0 en la fecha 30 del torneo.
El presidente del club, Fernando Martorell, confirmó que para esta temporada el equipo seguirá jugando en la ciudad de Tacna ya que mudarse a Lima significaría una pérdida de identidad para esta institución.
