Le club est éliminé en 8e de finale de la Ligue des champions par le Real Madrid et malgré une fin de saison plutôt difficile, termine troisième du championnat en devançant sur le fil le Paris SG et obtient donc une qualification pour le tour préliminaire de la Ligue des champions. Malgré le titre honorifique de champion d’automne lors de la saison 2008-2009, les résultats ne sont pas satisfaisants : Lyon est défait en Ligue des champions par le futur vainqueur, le FC Barcelone, et ne parvient pas à suivre le rythme de Bordeaux en championnat, qui le dépasse. Cette saison, l’Olympique lyonnais qui avait perdu de vue la Ligue des champions en 2012-2013, retrouve la plus prestigieuse des compétitions européennes en assurant le podium en Ligue 1 pour la quatorzième fois en quinze ans. Cette saison, Alexandre Lacazette est élu meilleur joueur du championnat, Nabil Fekir meilleur espoir. Mais la première moitié de saison 2015-2016 est laborieuse et certains joueurs majeurs souffrent d’un manque de confiance. Ces départs sont compensés par de nouveaux transferts à bas prix voire gratuits (Steed Malbranque, Milan Bisevac, Arnold Mvuemba, Fabián Monzón) et l’avènement de jeunes joueurs formés au club notamment Alexandre Lacazette, Maxime Gonalons, Clément Grenier et Samuel Umtiti.
Durant cette saison de transition, le club va s’appuyer sur un nombre important de joueurs issus de son centre de formation (comme Nabil Fékir, Maxime Gonalons, Samuel Umtiti, Alexandre Lacazette, Clinton Njie, Corentin Tolisso, Jordan Ferri ou Anthony Lopes). Le club a également participé à au moins 12 éditions de la coupe de France. La détermination des quatre chapeaux utilisés pour le tirage au sort est déterminé par le résultat de chacun des participants lors des trois dernières éditions. Quatre jours plus tard, il est titularisé en Coupe de la Ligue contre l’AS Nancy-Lorraine et inscrit le 3e but toulousain. Pour 2011-2012, l’UJS 31 conserve sa huitième position dans une poule B exceptionnellement à quatorze clubs, quatre points derrière le voisin Bruguière SC, à trois de la relégation. En 2014-2015, l’UJS 31 descend à la cinquième place de cette poule B de dix équipes, à 19 points de la montée et sept du barrage D2-DH. Au cours de sa campagne de League Europa, maillot de marseille 2023 l’OL réalise un parcours satisfaisant en poule. Lors de la 28e journée de Ligue 1, l’OL affronte le PSG dans un stade à guichets fermés.
Le 9 janvier 2016, l’Olympique lyonnais a inauguré son nouveau stade (Parc Olympique lyonnais) à l’occasion d’un match contre l’ESTAC en s’imposant 4 buts à 1. Alexandre Lacazette devient le premier buteur du nouveau stade. Mis en difficulté par le Milan AC en huitième de finale de la Ligue des champions, le FC Barcelone réussit à renverser la tendance au Camp Nou le 5 mars (4-0), grâce à un Messi décisif, auteur de deux buts rapides. Après une troisième place en phase de groupes de Ligue des Champions, les Gones se qualifient pour les 16es de finale de Ligue Europa. Également éliminée de façon précoce dans les deux coupes nationales (défaite 3-2 à Nantes en 16es de finale de la Coupe de France, et défaite aux tirs au but face à Monaco en huitièmes de finale de la Coupe de la Ligue), l’équipe redresse toutefois la barre en championnat, se maintenant à la première place du classement pendant une grande partie de la phase retour. Les défaites continuent ensuite face à Montpellier et Monaco. Lors de la 13e journée, les joueurs remportent le derby à Geoffroy Guichard face à Saint-Étienne (1-2). L’OL se qualifie pour les seizièmes de finale de la Ligue Europa en terminant à la première place de sa poule, devant le Betis.
La saison 2012-2013 commence avec un nouveau titre : Lyon obtient son 7e Trophée des Champions aux dépens de Montpellier, tandis que des joueurs importants quittent l’effectif (Cris, Hugo Lloris, Kim Källström, Aly Cissokho) dans l’optique de baisser la masse salariale. Pour la saison 2010-2011, plusieurs joueurs quittent Lyon, tandis que seuls Jimmy Briand, puis Yoann Gourcuff pour 22 millions d’euros sont recrutés. Durant l’intersaison, le mercato de l’OL est une nouvelle fois marqué par des départs importants: Bafétimbi Gomis (à Swansea), Miguel Lopes (qui était prêté), Jimmy Briand (à Hanovre) ou encore Rémi Vercoutre (Caen) quittent tous le club, qui n’enregistre pas d’arrivées notables hormis celle de Christophe Jallet, arrière-droit du PSG. Tous les deux, ainsi que Christophe Jallet, figurent dans l’équipe type de la saison. L’équipe se compose de Tag, Éloïse, Gabriel, Tek, No, Jérémy et Samira. L’équipe remonte ensuite en championnat, notamment en battant Bordeaux à Chaban-Delmas dans les arrêts de jeu. Le 5 novembre 2017, l’OL se déplace à Geoffroy-Guichard pour affronter Saint-Étienne dans le cadre de la 12e journée de Ligue 1. Ce soir-là, les Lyonnais remportent le match sur le score de 5-0, grâce notamment à un doublé de Nabil Fekir.