Klub je osnovan 15. srpnja 1929. godine u Zagrebu, u Ilici 55 pod imenom Športski klub Metalac.
Nogometna momčad Metalca svoju je prvu utakmicu odigrala 14. rujna 1930. godine na igralištu „Tipografije“ protiv Esperanta (1:2). Klub je svoje domaće utakmice igrao na igralištu „Grafičara“, a prostorije kluba je imao u Haulikovoj ulici 10/IV, gdje je od 1933. godine bilo i sjedište „Udruženja klubova III razreda“. Raspušten je 18. svibnja 1941. godina, a ponovo obnovljen 9. lipnja 1945.godine pod nazivom Fizkulturno društvo Metalac. Klub od 7. kolovoza 1953. nosi naziv Sportsko društvo Metalac. Godine 1964. spaja se s Kustošijom (bivša Sloboda) i dobiva nogometno igralište u Sokolskoj ulici. Dana 18. ožujka 1969. godine mijenja naziv u Radničko sportsko društvo Metalac. Od 1993. ponovno nosi naziv NK Kustošija.
Klub se u svojim prvim godinama postojanja natjecao u III. i II. razredu prvenstva Zagreba, a najveći uspjeh postiže u sezoni 1939./40. kada igra u I.b razredu prvenstva Zagreba (IV. razred natjecanja). Juniorska momčad Metalca je osvojila pehar na turniru Radničke sportske zajednice (1937.) i prvenstvo Zagreba. Klub nakon obnove osvaja 6. mjesto u Hrvatskoj ligi 1946. te postaje drugoligaš. U sezoni 1952./53. trener kluba postaje Bogdan Cuvaj, a klub u sezoni 1954./55. postiže svoj najveći uspjeh u prvenstvu, 3. mjesto u 2. saveznoj ligi. 1948. i 1951. godine dolazi do četvrtzavršnice Kupa maršala Tita. Klub se do sezone 1972./73. natječe u 2. i 3. ligi, a od tada samo u nižerazrednim ligama. Najuspješniji igrači ponikli u klubu su Bruno Belin, Drago Hmelina, Đuro Pintarić, Branko Knez.
Od 1996. do 2002. godine klub nije imao seniorsku momčad.
Danas se seniorska momčad natječe u drugoj hrvatskoj nogometnoj ligi. Svoj prvi nastup u 2. HNL imali su 20.08.2017., dok su prvu utakmicu na domaćem terenu, koja se je ujedno u izravnom televizijskom prijenosu prikazivala na HNTV, odigrali 09.09.2017.
