Po przezwyciężeniu problemów finansowych Łokomotyw ponownie zdominował krajowe rozgrywki. W sezonie 2006/2007 zdobył mistrzostwo Ukrainy, a następnie w latach 2008/2009–2016/2017 wywalczył dziewięć tytułów mistrzowskich z rzędu. W latach 2006–2015 dziesięciokrotnie z rzędu zdobywał również krajowy puchar.
Przez trzy sezony (2011/2012–2013/2014) Łokomotyw uczestniczył w rosyjskiej Superlidze. W debiutanckim sezonie dotarł do ćwierćfinału fazy play-off, w którym przegrał z Dinamem Moskwa. W sezonie 2012/2013 ponownie awansował do fazy play-off, gdzie w 1/8 finału uległ Uralowi Ufa. 3 marca 2014 roku zarząd Łokomotywu ogłosił decyzję o wycofaniu drużyny z rosyjskiej Superligi z powodu sytuacji politycznej na Ukrainie. W momencie wycofania klub zajmował 10. miejsce w tabeli.
W sierpniu 2016 roku zarząd państwowego przedsiębiorstwa Ukrzaliznycia wstrzymał finansowanie klubu. W sezonie 2017/2018 Łokomotyw stracił tytuł mistrzowski na rzecz Barkomu-Każany, przegrywając z tym zespołem w finale fazy play-off. Latem 2018 roku, z powodu narastających problemów finansowych, klub wycofał się z ukraińskiej Superligi. W sezonie 2018/2019 Łokomotyw reprezentowała wyłącznie dotychczasowa drużyna rezerwowa – Łokomotyw-ChDWUFK №1, występująca w Wyższej lidze. Zespół ten zajął w Wyższej lidze 2.