W sezonie 2015/2016 Azoty-Puławy przystąpiły do gry w Pucharze EHF – w 3. rundzie eliminacyjnej przegrały ze szwajcarskim Pfadi Winterthur (25:29; 23:30) i nie awansowały do fazy grupowej. Również w sezonie 2016/2017 puławskiej drużynie nie udało się wywalczyć promocji do fazy grupowej – choć w pierwszym spotkaniu 3. rundy kwalifikacyjnej Azoty pokonały Benfikę 34:29, to w rewanżu rozegranym 27 listopada 2016 w Portugalii przegrały 18:24, uzyskując w dwumeczu gorszy bilans bramek.
W sezonie 2017/2018 puławska drużyna pokonała w 3. rundzie eliminacyjnej duński TTH Holstebro (30:27; 29:32; lepszy bilans bramek zdobytych na wyjeździe) i po raz pierwszy w swojej historii awansowała do fazy grupowej Pucharu EHF. Wobec niespełniania przez halę w Puławach przepisów EHF (niewystarczająca ilość miejsca za liniami bocznymi i pojemność trybun), klub zadecydował, że mecze fazy grupowej będzie rozgrywał w hali „Globus” w Lublinie (rozważano również halę w Ostrowcu Świętokrzyskim i halę w Białej-Podlaskiej). W fazie grupowej Pucharu EHF Azoty-Puławy zadebiutowały 11 lutego 2018, pokonując w spotkaniu domowym 31:29 szwajcarski Wacker Thun.