1959年正值中华人民共和国十周年大庆，为了迎接新中国第一届全国运动会，北京市体委又从首都高校抽调了数名资深教师及部分大学生补充到队伍之中，并且分别在中国矿业学院、清华大学、北京体院及先农坛四处进行集训。在当年训练条件比较艰苦的情况下，集训队目标一致、团结协作，坚持大运动量训练，使运动技术水平有了较大幅度的提高。
在规模盛大的第一届全运会上，北京田径队奋勇拼搏，荣获男、女团体总分第一，共计夺得金牌11枚，其中男子：梁仕强（400米栏），段其炎，张晏凯（链球），刘敬仁、李凤翔、高正铨、许立芳(4×100米接力)，李凤翔、袁旦、梁仕强、邝征翔(4×400米接力)；女子：封菊元（标枪），刘馥（手榴弹），冯雅芳、黄淑英、曹淑平、杨玉敏（4×400米接力）。
第一届全运会后，北京田径队补充了部分高校的教练和运动员，使队伍得到了充实，形成了一只比较整齐的队伍，基本上改变了以往临时组队的状况。
1960年至1966年，北京田径队的队伍不断发展壮大，水平有了较大提高，在这期间历届全国比赛及1965年的第二届全运会上都名列前茅，保持了领先的地位。
第二届全运会上，北京田径队获得八枚金牌，分别是男子：崔麟（110米栏），梁仕强（200米栏、400米栏），李思文（手榴弹），杨为胜（20公里竞走）；女子：张风兰（400米），吴浮山（跳高），孟焕荣、冯雅芳、劳淑平、张凤兰（4×100米接力）。
此时的北京田径队正处于上升和发展阶段，涌现出一大批优秀的运动员如：吴浮山、崔麟、梁仕强、杨其胜等，他们都为北京田径队作出了巨大的贡献。其中，吴浮山在1964年以1.79米的成绩打破了女子跳高全国和亚洲纪录，名列当年世界第二名，1965年又以1.80米的成绩打破亚洲记录，名列世界第三名。 1965年在110米栏的比赛中，崔麟以13秒50的成绩打破全国和亚洲纪录，名列当年世界第一名；老将梁仕强以13秒60的成绩列当年世界第五名。
文革期间，北京田径队也没有停止前进的步伐，他们在全市的中学生中发现并选拔后备人才，张成、李英彪、谢保江、詹永安等一批新生力量迅速成长并开始崭露头角。
1971年，年已28岁的吴浮山又以1.82米的成绩打破亚洲和全国女子跳高纪录；32岁的老将崔麟，在1974年的第七届亚运会上为中国队取得了该届亚运会男子田径项目上的唯一一枚金牌。
在1975年的第三届全国运动会上，北京队重振雄风，再次摘取男女团体总分第一名的桂冠，获得金牌6枚，分别是：男子：崔麟（110米栏），杨其胜（10公里竞走），詹永安（跳高），谢保江（男子5000米、10000米），李伟男（铁饼）。此时的女队实力不足，没有人获得冠军，之后老将仲美荣加盟北京队，并在1978年打破女子100米栏全国纪录，但是女队的后备力量不足已经给队伍敲响了警钟。