Po dwóch nieudanych próbach barażowych w 1959 r. i 1962 r., Motor po raz pierwszy awansował do II ligiNazewnictwo klas rozgrywkowych w polskiej piłce nożnej uległo zmianie w sezonie 2008/2009: dawna I liga została przemianowana na Ekstraklasę, a dawna II liga – na obecną I ligę. Poziom, na który awansował Motor Lublin, odpowiada więc dzisiejszemu drugiemu szczeblowi centralnych rozgrywek (obecnej I lidze), a nie dzisiejszej II lidze, będącej od 2008 roku odrębnym, trzecim poziomem rozgrywkowym w sezonie 1964/1965, po zwycięstwie 3:0 nad CKS Czeladź w dodatkowym meczu barażowym w Łodzi, obserwowanym przez 10 tysięcy kibiców, z czego 7 tysięcy przyjechało z Lublina. W lidze utrzymał się jednak tylko jeden sezon. Drugi awans nastąpił w sezonie 1967/1968, po zwycięstwie 3:1 nad bezpośrednim rywalem, Włókniarzem Łódź. W spotkaniu tym jedną z bramek zdobył Witold Sokołowski, który w tym sezonie był najlepszym strzelcem Motoru z dorobkiem 18 goli i jednym z kluczowych zawodników drużyny w tamtym okresie. W 1970 r. konsultantem piłkarzy klubu został Kazimierz Górski, a w sezonie 1970/1971 zespół zdobył mistrzostwo Polski juniorów U-19. W zwycięskiej drużynie juniorów, prowadzonej przez Jerzego Adamca, wystąpił m.in. Władysław Żmuda, jeden z późniejszych czołowych piłkarzy w historii polskiej reprezentacji.