O primeiro ano do século foi amargo para o torcedor da Ferroviária. A crise financeira e o rebaixamento para a quarta divisão estadual marcaram o pior momento da história do clube. O time chegou a comemorar um acesso em 2002 à Série A3, quando foi criada a Liga Rio-SP que promoveu alguns clubes, porém não aproveitou sua chance e foi novamente rebaixada à Série B1 ao terminar na última colocação em 2003.
Mas foi em 2003 que a situação começou a mudar. Com a interferência do poder público municipal, na época comandado pelo prefeito Edinho, foi fundada em 11 de novembro a Ferroviária Futebol S.A., um modelo de clube-empresa que passaria a cuidar da gestão do futebol afeano. No mesmo ano, o Estádio da Fonte Luminosa foi municipalizado.
A iniciativa começou a gerar frutos já no ano seguinte, quando o clube conquistou o acesso à Série A3 com o vice-campeonato da Série B1. Em 2005, o time não passou da primeira fase da Série A3.
Em 2006, no entanto, voltou a fazer a alegria de sua torcida. Foi líder de seu grupo na primeira fase, porém a terceira colocação de sua chave na fase seguinte resultou na eliminação. Porém a festa aconteceria no segundo semestre, quando conquistaria o título da Copa Federação Paulista de Futebol (hoje Copa Paulista). No elenco, nomes que deixaram saudades como o volante Leandro Donizete e o meia Renato Cajá.
No ano seguinte, a Locomotiva voltaria ao cenário nacional. Graças ao título do ano anterior, o time disputou a Copa do Brasil e levou um grande público à Fonte Luminosa, onde bateu o Juventude-RS por 3 a 1, mas a derrota por 2 a 0 no jogo de volta causou a eliminação. Mas a torcida afeana voltaria a comemorar no Paulista da Série A3, onde a Ferroviária conquistou o acesso de volta à Série A2.
A Ferroviária começou bem no estadual de 2008 e terminou a primeira fase em quarto lugar, porém desandou na segunda fase e não conquistou o acesso. No mesmo ano, a prefeitura iniciaria a reforma na Fonte Luminosa.
Em 2009, o time passou a jogar no recém-inaugurado Estádio Dr. Cândido de Barros, no Jardim Botânico, onde amargou o rebaixamento para a Série A3, para mais uma decepção em sua torcida. O alento veio no dia 22 de outubro do mesmo ano, quando foi inaugurada a remodelada Fonte Luminosa, no dia 22 de outubro, com a vitória por 2 a 1 sobre o Ituano pela Copa Paulista. A nova estrutura do estádio, que teve uma reforma de R$ 27 milhões, encantou os torcedores. O jogo marcou o maior público da história do estádio, com 21.254 pessoas, mas naquele ano a Ferroviária não avançou ao mata-mata da Copa Paulista.
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