«Эмполи» был основан в августе 1920 года в результате слияния двух местных команд — Foot Ball Club Empoli и футбольной секции Unione Sportiva Empoli. Тосканский клуб входит в узкий круг итальянских команд, не представляющих административный центр провинции, которым тем не менее удалось занять прочное место в истории Серии А.
Одна из самых трогательных страниц истории клуба связана с Карло Кастеллани — звездой команды 1920-х годов, чьи голы в сезоне 1928/29 обеспечили «Эмполи» первый в истории выход в высший дивизион. Кастеллани, которого фашистские власти подозревали в участии в Сопротивлении, был депортирован в концлагерь Маутхаузен-Гузен, откуда так и не вернулся. Клубный стадион, открытый в 1965 году, был назван в его честь.
Переломный момент в современной истории клуба наступил в начале 1990-х годов, когда «Эмполи» доверил команду молодому тренеру Лучано Спаллетти, для которого это было первое серьёзное назначение на пост главного тренера. Под его руководством команда за два сезона подряд поднялась из Серии C1 в Серию A — достижение, которое положило начало карьере Спаллетти как одного из самых уважаемых тренеров Италии. Лучший результат клуба в лиге был показан в сезоне 2006/07, когда «Эмполи» занял седьмое место в таблице, обеспечив себе единственное в своей истории участие в еврокубках — в квалификационных раундах Кубка УЕФА 2007/08.
На протяжении десятилетий «Эмполи» славится одной из лучших молодёжных академий Италии, воспитавшей таких игроков, как Клаудио Маркизио и Себастьян Джовинко. Команда, прозванная «Адзурри Эмполези», проводит домашние матчи на стадионе «Карло Кастеллани» вместимостью более 16 тысяч зрителей — арене, которая служит постоянной данью памяти одному из самых значимых людей в истории клуба.