КК Златибор основан је 16. септембра 1979. године у Чајетини. Основали су га Сеад Беговић и Радомир Раковић уз подршку Алесандра Васиљевића, који је постао први председник клуба.
Прву првенствену утакмицу клуб је одиграо 19. априла 1980. против Јавора из Ивањице. У тиму су играли; Раковић, Ђуричић, Туцовић, Стојановић, Џамбић, Аћимовић, Сапун, Ђоковић, Божовић, Радош и Милош Милутиновић, док је тренер био Драган Томовић.
КК Златибор се такмичио у регионалној лиги – запад и утакмице су се играле на бетонском терену у Старом парку. Тренера Томовића убрзо је заменио Бата Лојаница, под чијим вођством је клуб освојио првенство и прешао у јединствену српску лигу. Виши ранг је захтевао играње у хали, па је клуб као домаћин играо у хали Велики парк у Ужицу. 1985. године у Чајетини је изграђена спорстка хала која постаје дом чајетинских кошаркаша.
КК Златибор је дуго био „најстарији српсколигашки“ клуб јер се преко 30 година такмичио у некадашњој српској лиги. У два наврата тим је испадао у нижи ранг 1992. и 2012.
Сезону 2014/15. КК Златибор завршава као први на табели што му је обезбедило пласман у Другу лигу Србије где је провео две сезоне.
2017/18. Златибор се нашао у највишем рангу такмичења у Србији – Кошаркашкој лиги Србије. Почетком године, победом над Металцем освојен је Куп Србије, а на крају првенства, освојено је четврто место чиме је обезбеђен наставак такмичења у Суперлиги и пласман на завршни турнир Купа Радивоја Кораћа. Исти успех се поновио и у наредној сезони (као 5. на табели), да би 2019/2020 сезону тим завршио као трећепласирани што га уводи у АБА 2 лигу.
Сезона 2021/22 је резултатски најуспешнија у историји клуба. Тим предвођен тренером Страјином Недовићем и капитеном Душаном Кутлешићем је освојио титулу у Кошаркашкој лиги Србије. Одмах затим, победом над МЗТ Скопље, у финалу плеј-офа АБА 2 лиге, Златибор је постао шампион овог регионалног такмичења.
19. априла 2023, КК Златибор је, у последњем колу, пред својим навијачима победио екипу Чачка и тако одбранио титулу у Кошаркашкој лиги Србије.
Историју клуба из Чајетине су писале бројне генерације играча, тренера и навијача. Најзаслужнији међу њима су проглашени легендама клуба, а њихова имена су: Сеад Беговић, Радомир Раковић, Желимир Џамбић, Душко Пантовић, Страјин Недовић и Иван Тмушић.
