Летом 2006 года в Екатеринбурге был создан новый хоккейный клуб, учредителями которого стали правительство Свердловской области, холдинговая компания «Лидер» и ОАО «Дворец спорта». Рассматривалось несколько вариантов названия команды, в частности, «Уралец». Но остановились всё-таки на «Автомобилисте»: для большинства любителей спорта, особенно старшего и среднего поколения, именно такое название ассоциировалось с хоккеем Среднего Урала.
К тому времени была завершена многолетняя реконструкция Дворца спорта (фактически он был отстроен заново), в ходе которой вместимость его трибун доведена до 5500, в соответствии с требованиями суперлиги: перед командой сразу же была поставлена цель в течение ближайших сезонов оказаться в элите.

Бюджет «Автомобилиста» и подбор игроков (к слову, примерно, треть команды составили вернувшиеся в родной город воспитанники екатеринбургского хоккея, выступавшие в различных уголках страны) позволили ему сразу же стать одной из ведущих команд высшей лиги. В первый сезон екатеринбуржцы заняли второе место в «гладком» чемпионате и дошли до четвертьфинала плей-офф, на следующий – первое, и лишь в финале матчей на вылет уступили воскресенскому «Химику». К тому времени было уже известно, что принято решение о приёме клуба в члены организуемой Континентальной хоккейной лиги. Состоялась уже жеребьёвка, по результатам которой «Автомобилист» был определен в дивизион Анатолия Тарасова, но… Летом 2008-го екатеринбургский клуб не сумел подтвердить требуемый бюджет и добровольно вернулся в высшую лигу. Турнир в дивизионе «Восток» екатеринбуржцы выиграли за явным преимуществом. Первое место они обеспечили себе ещё за несколько туров до финиша, а итоговый отрыв от ставшей второй «Югры» составил шесть очков. Но в плей-офф «Автомобилист» сумел пройти только первый этап. В четвертьфинале екатеринбуржцы сошли с дистанции, трижды проиграв МХК «Крылья Советов».

Между тем, интерес к выступлению в КХЛ остался. И назвать его можно взаимным: ведь наличие клуба из полуторамилионного города с развитой инфраструктурой, славными хоккейными традициями, детскими специализированными школами и современной ареной как нельзя лучше вписывалось в концепцию КХЛ. Кроме того, уникальное географическое положение Екатеринбурга – на границе двух континентов, Европы и Азии – символизировало сущность нового соревнования. Ведь, по задумке организаторов, со временем Лига должна была объединить всё лучшее, что есть в хоккейном мире за пределами Америки. И летом 2009-го «Автомобилист» получил разрешение выступать в соревнованиях Лиги.

Осенью 2009 года команда дебютировала в Континентальной хоккейной лиге. В первом же сезоне, выступая под руководством чешского наставника Марека Сикоры (впервые в истории хоккейную команду нашего города тренировал иностранец), «Автомобилист» сенсационно пробился в плей-офф. В трёх следующих сезонах повторить это достижения ни разу не сумела. Не имея возможности создать конкуренцию более богатым клубам в борьбе за высокие места по итогам всего сезона, екатеринбургская команда не раз давала им бой в отдельных матчах.

На счету «Автомобилиста» победы над обладателями Кубка Гагарина 2009, 2010 годов «Ак Барсом», и 2011 года – «Салаватом Юлаевым», а также такими именитыми клубами как ЦСКА (Москва), «Динамо» (Москва), СКА (Санкт-Петербург), «Авангард» (Омск). Отметим также, что в декабре 2011 года капитан команды Андрей Субботин стал первым хоккеистом в истории, преодолевшим рубеж тысячи матчей в высшем эшелоне чемпионатов страны.

В сезоне-2014 «Автомобилист» вновь вышел в плей-офф. Как и четырьмя годами ранее, преодолеть барьер первого этапа розыгрыша Кубка Гагарина екатеринбуржцам не удалось. В то же время сезон ознаменовался целым рядом достижений. В итоговой табели о рангах «Автомобилист» занял самое высокое место за всю историю выступления в КХЛ (15-е). Впервые за всю историю выступлений в Лиге, наша команда завершила чемпионат с положительным балансом побед и поражений, плюсовой разностью заброшенных и пропущенных шайб. В регулярном чемпионате «Автомобилист» набрал на 22 очка больше, чем в самом удачном до этого сезоне-2010. Впервые представитель «Автомобилиста» принял участие в «Матче звёзд» КХЛ (Фёдор Малыхин), впервые вошёл в десятку лучших бомбардиров чемпионата (Фёдор Малыхин, седьмое место). В ходе сезона 12 представителей команды выступали за различные сборные. Особо стоит отметить бронзовые награды Сами Лепистё (на Олимпиаде в составе сборной Финляндии), Никиты Трямкина и Эдуарда Гиматова (оба – в составе молодёжной сборной России на чемпионате мира).