PSV on yksi Alankomaiden "kolmesta suuresta" jalkapalloseurasta Ajaxin ja Feyenoordin ohella. Seura on lukeutunut Alankomaiden ja Euroopan huippuseuroihin 1970-luvulta lähtien. PSV on Eredivisien historian toiseksi menestynein seura Ajaxin jälkeen voitettuaan 21 mestaruutta. Seura on voittanut kerran sekä Euroopan cupin että UEFA Cupin.
Nimensä mukaisesti PSV on perustettu Philipsin työntekijöiden urheiluseuraksi. Seura on perustettu vuonna 1913 juhlistamaan Alankomaiden satavuotista itsenäisyyttä Ranskasta. PSV voitti ensimmäisen Alankomaiden-mestaruutensa vuonna 1929. Seura voitti mestaruuden kerran myös 1930-, 1950- ja 1960-luvuilla.
Varsinaiseksi huippuseuraksi PSV nousi 1970-luvulla. Seura voitti vuosikymmenen aikana Kees Rijversin johdolla mestaruuden kolmesti. Vuonna 1978 PSV voitti UEFA Cupin. Seuran tähtipelaajia noihin aikoihin olivat muun muassa Jan van Beveren, René ja Willy van de Kerkhof sekä Willy van der Kuijlen.
Vuosina 1987–1990 PSV:n valmentajana toimi Guus Hiddink. Seura voitti Euroopan cupin vuonna 1988. PSV:n voittajajoukkueen avainpelaajia olivat muun muassa Hans van Breukelen, Eric Gerets, Wim Kieft, Ronald Koeman ja Søren Lerby. Seura voitti Hiddinkin johdolla lisäksi mestaruuden kahdesti. PSV voitti mestaruuden myös Bobby Robsonin johdolla vuosina 1991 ja 1992, Dick Advocaatin johdolla vuonna 1997 sekä Eric Geretsin johdolla vuosina 2000 ja 2001. 1990-luvulla seuraa edustivat muun muassa Romário, Ronaldo, Luc Nilis, Phillip Cocu, Jaap Stam ja Ruud van Nistelrooy.
Vuosina 2002–2006 Hiddink toimi jälleen PSV:n valmentajana. Seura voitti hänen johdollaan kolme mestaruutta. Vuonna 2005 PSV selviytyi Mestarien liigassa välieriin. Hiddinkin aikana seuran avainpelaajia olivat muun muassa Mateja Kežman, Arjen Robben, Mark van Bommel, Alex ja Cocu. Vuosina 2006–2007 PSV:tä valmensi Koeman. Seura voitti hänen johdollaan mestaruuden vuonna 2007. Vuonna 2008 PSV voitti neljännen perättäisen mestaruutensa väliaikaisvalmentaja Sef Vergoossenin johdolla. Samana vuonna seuran päävalmentajaksi tuli Huub Stevens.