La siguiente campaña (2010-11) sí logró el objetivo y se metió en las eliminatorias de ascenso a Segunda B tras lograr el subcampeonato de Liga en Tercera; en la eliminatoria de cuartos de final eliminó a la Cultural de Durango, (derrota por 2-1 en Durango, y victoria en Santander por 2-1; tras la prórroga se llegó a los penalties, donde el Rayo Cantabria transformó 4 por 2 de la Cultural de Durango).