В сезоне 1912/1913 «Кардифф Сити» дебютирует в основной сетке розыгрыше Кубка Англии, но в первом же матче проигрывает клубу «Саутенд Юнайтед» со счетом 0:3 и выбывает из турнира. В том же году «синие» стали победителями турнира второго дивизиона и получили право перейти в первый дивизион Южной лиги. Сезон 1914/1915 команда завершила на третьем месте, а потом началась Первая Мировая война и соревнования не проводились.

После прекращения военных действий «Кардифф» провел один сезон (1919/1920) в Южной Лиге, где занял четвертое место, после чего ему было предложено присоединиться ко второму дивизиону Футбольной лиги ФА в качестве сильнейшей команды Уэльса, а остальные клубы Южной лиги сформировали новый третий дивизион Футбольной лиги. В сезоне 1919/1920 «синие» одержали свои первые победы в Кубке Англии, переиграв 10.01.1920 «Олдэм Атлетик» со счетом 2:0, а 31.01.1920 – «Вулверхэмптон» со счетом 2:1. Дальнейшее продвижение «Кардифа» остановил «Бристоль Сити», победивший валлийцев со счетом 2:1. В том же сезоне «Кардифф Сити» завоевал свой второй Кубок Уэльса, победив в решающем матче «Рексем» со счетом 2:1.

20.02.1920 «Кардифф Сити» подал заявление о приеме клуба в члены Англиской Футбольной лиги. Неплохие результаты, показанные еще до Первой Мировой войны, наличие собственного стадиона и его хорошая посещаемость, были учтены в день голосования (31.05.1920) и «Кардифф Сити», первым среди валлийских клубов, стал участником второго дивизиона Футбольной Лиги.

Летом 1920 года была проведена подготовительная работа к игре среди профессиональных клубов на новом уровне: на стадионе «Ниниан Парк» была построена новая трибуна, а тренер Фрэд Стюарт пригласил 13 новых футболистов. В первом лиговом матче под эгидой ФА, 28.08.1920, «синие» на выезде победили клуб «Стокпорт Каунти» со счетом 5:2. А первый матч на стадионе «Ниниан Парк», против клуба «Клэптон Ориент», состоялся через два дня и завершился со счетом 0:0. За этим поединком наблюдало 25 тысяч зрителей. В ноябре 1920 года Стюарт купил в «Шеффилд Уэнсдей» 32-летнего Джимми Блэра за рекордные 3500 фунтов.

В своем дебютном сезоне команда финишировала второй, уступив титул победителя «Бирмингему» только по соотношению забитых и пропущенных мячей (79–38 против 59–32). Успешно выступили «синие» и в розыгрыше Кубка Англии, где выбыли только в полуфинале, уступив «Вулверхэмптону» в переигровке (0:0, 1:3).

Сезон 1921/1922 для дебютантов элитного дивизиона оказался удачным. В чемпионате Англии команда, проиграв первые шесть матчей, в итоге заняла почетное 4-е место, пропустив вперед только «Ливерпуль», «Тоттенхэм Хотспур» (этому клубу валлийцы проиграли 27.08.1921 в своем премьерном матче среди сильнейших со счетом 0:1) и «Бернли», а кроме того, стала трехкратным обладателем Кубка Уэльса (со счетом 2:0 был повежен «Тон Петре»). 21.01.1922 воспитанник клуба Лен Дэвис оформил первый хет-трик клуба в первом дивизионе, забив три гола в ворота «Брэдфорд Сити».

В Кубке Англии сезона 1921/1922 «Кардифф» дошел до четвертьфинала, обыграв при этом «Манчестер Юнайтед» на «Олд Траффорд» со счетом 4:1. В следующем сезоне «Сити» был девятым, а год спустя, в сезоне 1923/1924, команда стала вице-чемпионом Англии, забив в первом дивизионе больше всех голов (61). Команда одержала в сезоне 22 победы, 7 матчей проиграла (меньше всех) и 13 завершила вничью.

Тот триумфальный в истории клуба сезон «Кардифф Сити» начал с одиннадцатиматчевой беспроигрышной серии и до конца октября оставался единственной командой Лиги, не потерпевшей ни одного поражения. Прервал эту великолепную серию «Престон», обыграв «Кардифф Сити» со счетом 3:1. На это поражение «Кардифф» отреагировал новой беспроигрышной серией. Следующий матч валлийцы проиграли лишь на исходе 1923 года (1:2 от «Астон Виллы»).

Весной к «Кардиффу» вплотную приблизился «Хаддерсфилд». В последнем туре «Кардифф Сити» играл на выезде с «Бирмингемом», а «Хаддерсфилд» принимал «Ноттингем Форест». Победа делала «Кардифф Сити» чемпионом. В случае ничьей все бы зависело от соотношения забитых и пропущенных мячей.

На протяжение всего матча «Кардифф Сити» атаковал, пытаясь добиться такой нужной победы, а на семидесятой минуте полузащитник «Бирмингема» Перси Бартон рукой отбивает летевший в ворота мяч. Капитан команды Фрэд Кинор отправил бить пенальти отправился форварда сборной Уэльса (23 матча и 6 голов) Леонарда («Лена») Стивена Дэвиса, который три сезона подряд становился лучшим бомбардиром команды. Дэвис (пенальти он бил первый раз в жизни!) разбежался и с неимоверной силой запустил мяч по центру, прямо во вратаря Дена Тремеллинга. А матч в Хаддерсфилде закончился со счетом 3:0 в пользу хозяев. Соотношение забитых и пропущенных мячей у «Хаддерсфилда» было лучше, чем у «Кардиффа» на 0,024. Так «Кардифф Сити» упустил свой единственный шанс стать чемпионом Англии. А если бы в то время за основу была взята нынешняя система, учитывающая разницу забитых и пропущенных мячей, то чемпионом «Англии» стали бы валлийцы (61–34 против 60–33).

Голы в этом сезоне за «Кардифф Сити» забивали: Лен Дэвис (23), Джимми Гилл (15; пришел в команду из английского клуба «Шеффилд Уэнсдей»), Джозеф («Джо») Кленнелл (11; успел поиграть за клубы «Блэкпул», «Блэкберн Роверс» и «Эвертон», а в 1912 и 1915 годах стал чемпионом Англии), Джек Эванс (3), англичанин Билли Харди (3; в 1911 году за его переход из «Стокпорта» тренер Фрэд Стюарт заплатил 25 фунтов из личного кармана, так как денег в клубе на тот момент не было; несмотря на великолепную игру в клубе, ни разу не вызывался в сборную Англии в связи с запретом ФА приглашать игроков валлийских команд), Джимми Джонс (2), Герберт («Герби») Прайс Эванс (воспитанник «Кардифф Коринтианс», провел 6 матчей за сборную Уэльса), Билли Гримшоу, Алфи Хаган и местный воспитанник, ветеран Первой Мировой войны Фредерик («Фрэд») Чарльз Кинор – все по 1.

Кроме того, в команде в том сезоне играли: голкипер сборной Ирландии, друг детства Шона Лемасса – премьер-министра Ирландии с 1959 по 1966 год, Томас («Том») Джерард Фаркуарсон (за 13 лет провел в лиге 445 матчей, что до 1985 года являлось рекордом клуба, а также 34 матча в Кубке Англии и 38 в Кубке Уэльса), пришедший из «Абертиллери» (а до этого, за свои политические взгляды он успел посидеть в тюрьме в Белфасте) и заменивший в «рамке» Джека Книшоу, шотландские защитники Джимми Нельсон (пришел из белфастского «Крузейдерса», провел 4 матча за сборную Шотландии) и Джимми Блэр (8 игр за сборную Шотландии), Денис Лоусон (из «Сент-Миррен», 1 матч за сборную Шотландии), Эрнест («Берт») Эдвин Смит (в клуб пришел после службы в армии, провел 4 матча за сборную Ирландииг), Джордж Халл Рид (из «Уолсолла», 1 матч за сборную Ирландии). В ходе сезона Смит ушел в «Мидлсбро», а Рид – в «Фулхэм».

В следующем сезоне «Кардифф Сити», в составе которого появились полузащитники Джозеф («Джо») Робинсон Николсон из «Клэптон Ориент», Генри («Гарри») Уильямсон Уэйк из «Ньюкала», форварды Вилли Дэвис из «Суонси Таун» (за сборную Уэльса провел 17 матчей и забил 6 голов) и Джордж Харолд («Гарри») Бидлс из «Ливерпуля», занял в чемпионате только 11-е место, но зато впервые в своей истории дошел до финала Кубка Англии.

По пути к решающему матчу валлийцы переиграли клубы «Дарлингтон» (0:0, 0:0, 2:0), «Фулхэм» (1:0), «Ноттс Каунти» (2:0), «Лестер Сити» (2:1) и «Блэкберн Роверс» (3:1). В финале, который состоялся?? на стадионе «Уэмбли», валлийцы со счетом 0:1 уступили клубу «Шеффилд Юнайтед», пропустив гол на 30-й минуте матча, а Джимми Нельсон стал первым удаленным с поля игроком клуба.