sukcesy klubu w latach 60. spowodowały wzmożony nacisk kibiców na zmianę i w 1968 zmieniono nazwę na GKS Zagłębie Wałbrzych. W tym samym roku drużyna z Białego Kamienia po raz pierwszy (i jedyny) awansowała do ekstraklasy, w której zajęła 10. miejsce (na 14 zespołów). Zagłębie było drugim dolnośląskim klubem, debiutującym w ekstraklasie (po Śląsku Wrocław), a po spadku Śląska Wrocław przez cztery sezony jedynym reprezentantem regionu w ekstraklasie. lewo|mały|Stadion 1000-lecia w Wałbrzychu, na którym Zagłębie Wałbrzych odnosiło największe sukcesy W następnym sezonie spadła o jedną pozycję, jednak kolejny – 1970/71 – był najlepszym w całej historii klubu. Zagłębie zajęło miejsce na podium, ustępując tylko takim klubom jak Górnik Zabrze i Legia Warszawa. Nagrodą było uczestnictwo w pierwszej edycji Pucharu UEFA (dawniej pod nazwą Puchar Miast Targowych). W pierwszej rundzie wałbrzyszanie pokonali 1:0 i 3:2 czeskie TJ Sklo Union Teplice, obecnie FK Teplice, zaś w drugiej ulegli nieznacznie rumuńskiemu UT Arad (1:1 w Wałbrzychu i 1:2 po dogrywce w Aradzie). Był to jedyny występ Zagłębia w europejskich pucharach. Najbardziej znanym piłkarzem klubu był bramkarz Marian Szeja, uczestnik piłkarskiego turnieju Olimpiady w Monachium, późniejszy zawodnik francuskiego AJ Auxerre.