Нефтохимик влезе предсрочно в А група, след като в среща от 23-ия кръг на втората дивизия спечели с 3:1 като гост на Шумен 2010. По този начин зелените от Бургас събраха 47 точки, но ще прибавят три служебни в 25-ия кръг заради отказването на Сливен, което означава, че преследвачите Раковски с 41, Банско и Спартак (Плевен) с по 40, няма как математически да ги застигнат.
За последен път Нефтохимик игра в А група през сезон 2005/2006, когато изпадна като 15-и в крайното класиране под името Нафтекс. След това те на два пъти бяха близо до завръщане, но губеха баражи. Първо през 2007 година отстъпиха с 0:1 от Видима-Раковски след продължения и автогол на Георги Караканов в Стара Загора. Две години по-късно през 2009-а отстъпиха в драма след дузпи от Спортист (Своге) в Ловеч.