ギラヴァンツ北九州
こうした状況を受けて、夏の移籍期間には大宮からDF福田俊介、長崎からFWロドリゴをいずれも期限付き移籍で獲得。鹿屋体大のDF福森健太が特別指定選手で加入した。ロドリゴは北九州としては2013年以来3シーズンぶりの外国籍選手となった。
第20節・21節とシーズン初の連勝を記録してJ2残留圏となる20位まで浮上したものの、結果的にこれがリーグ戦唯一の連勝となり、後半戦に入り8試合連続未勝利(4分4敗)となる。特に、後半戦最初の試合となった第22節山口戦では5失点を喫した。第25節終了時には再び最下位に転落し、その後もなかなか浮上のきっかけをつかめないままシーズンが過ぎる。第39節対長崎戦に引き分け一旦20位に浮上するものの、長崎戦を含む最終4節で勝利出来ず(2分2敗)、最下位の金沢と勝ち点差なしの21位で迎えた最終節で山形に敗れ、首位札幌と引き分けた金沢に抜かれ最下位が確定、初めてJ1ライセンスを取得した年にJ3降格となった。
敗戦数こそほぼ変わらないものの、勝ちきれない試合が増え、特にアディショナルタイムでの失点が増加。後半44分以降に失点した試合が実に42試合中13試合に上り、また第14節からの19試合連続失点や、複数失点を喫した試合が第22節からの5試合連続やシーズン最終3試合連続を含む19試合にも上ったこともあり、失点64と岐阜・群馬に次ぐJ2リーグワースト3位となったことが戦績に大きく影響した。
天皇杯は2回戦で徳島に敗れ敗退。
シーズン終了後、柱谷が監督を退任し、美濃部・吉満・豊島の各コーチの退任 が相次いで発表された。
J3リーグ:1回 2019年
福岡県サッカー選手権大会:4回 2017年、2019年、2022年 - 2023年
フェアプレー賞 J2:5回(2014年 - 2016年、2020年、2021年) J3:3回(2018年 - 2019年、2022年)
チームスローガン:一心 〜夢へホップ!〜
チームスローガンについては、新スタジアム完成が予定されている2017年シーズンに向けてJ1昇格という目標にステップアップするという意味で、3年分一斉に発表され、2016年は「一心 〜夢へステップ!〜」、2017年は「一心 〜夢へジャンプ!〜」とされた。
柱谷体制3年目。前シーズン全公式戦に出場したGK大谷幸輝が、期限付き移籍期間終了で浦和に復帰、前身のニューウェーブ北九州時代を知るFW池元友樹が松本へ、DF冨士祐樹が岐阜へ共に完全移籍。さらにDF渡邉将基が甲府へ、GK松本拓也と地元出身のFW柿本健太は秋田へ、前シーズンから期限付き移籍中のDF谷口功がJFL・鹿児島へ、DF田中優毅が中国リーグ・松江シティFCへいずれも完全移籍。DF下村東美、MF鈴木修人が引退(鈴木は明治学院大学サッカー部コーチに就任)、また、Kyuリーグ時代の2007年から通算8年間在籍し、2013年度からは地域コミュニケーターだった藤吉信次が東京Vユース監督に就任するためクラブを離れた。一方、湘南からGK阿部伸行、群馬からMF加藤弘堅、大分からFW小松塁(2013年シーズンから長崎に期限付き移籍中)、栃木からFW近藤祐介、横浜FCからDF西嶋弘之、千葉からFW大塚翔平がいずれも完全移籍加入し、新人として福岡大学から弓崎恭平、近畿大学からGK中山開帆、鹿屋体育大学からMF小谷健悟の3名が加入、さらに、前シーズンU-18チームから2種登録選手として登録されていたDF梶原夕希也が正式にプロ契約となった。
チームスローガン:一心
新指揮官に元静岡FCテクニカルアドバイザー(総監督)の三浦泰年を招聘。監督以外のコーチ陣も一新。新たにゴールキーパー専門のコーチも導入した。
選手では、清水から永畑祐樹、札幌から佐藤優也、川崎から木村祐志、G大阪から安田晃大、栃木から宮本亨、林祐征を完全移籍で、東京Vから福井諒司、横浜FCから橋村祐太、FC東京から森村昂太(前年度所属は水戸)をレンタル移籍で獲得。開幕後は3月に金水連(8月に契約解除、公式戦出場なし)、4月に呉勝録、7月に金鐘必と韓国人選手を獲得した。さらに前年度所属選手のうち、特別指定選手であった多田高行(鹿屋体育大学)が正式に入団したほかレンタルだったレオナルドは完全移籍へ移行、池元友樹のレンタル期間も延長された。
一方で、7月に佐野裕哉がSC相模原へレンタル移籍、河内勇太が契約満了により退団した。
2月9日から19日まで、長崎県島原市で前身を含め球団創設以来初となるキャンプを行い、主将に移籍1年目のMF木村が就任。
8月1日、横浜FCからDF中塩大貴を期限付き移籍で獲得。
しかしその後も、第20節から3試合連続無得点でシーズン2度目の3連敗を喫するなど勝点は伸ばせず、シーズン3度目の3連敗となった第26節アウェー福島戦の敗戦により、シーズン前の目標であった1年でのJ2復帰の可能性が完全に消滅した。8試合を残してのJ3残留決定は、最下位となった2018年と並ぶワースト記録タイとなった。
ホーム最終戦前の11月9日、天野監督、および京増ヘッドコーチのシーズン一杯での退任が発表された。最終戦となった岐阜戦に勝利し、後半戦6勝目を挙げたものの、後半戦の勝点は前半戦と同じ20、年間では勝点40の13位で、前回降格初年度の2017年を順位成績ともに下回った。シーズンを通じて3連勝以上は1度もなく、無失点で終えた試合が6に対し複数失点を喫した試合は倍の12、最終節まで9試合連続得点を記録するなどシーズン序盤の得点力不足からはある程度改善した一方で併せて7試合連続失点も記録し、第29節愛媛戦からの3試合連続を含む最終6試合中4試合で試合終了間際に失点し試合結果が変わるなど守備面の課題が残ったままシーズンを終えた。
シーズン終了後、兼村コーチ(FC琉球ヘッドコーチ就任)、上杉GKコーチ(岐阜GKコーチ就任)も退任、道本コーチはトップチームコーチ退任、U-18コーチ就任した。
チームスローガン:一新
監督に京都や山形の元監督の柱谷幸一が就任、前伊賀FCくノ一監督の大嶽直人がトップチームヘッドコーチに就任。常盤聡、佐藤優也、安田晃大、金鐘必、関光博らが東京V、新井涼平が甲府、木村祐志が大分、川鍋良祐が松本にそれぞれ完全移籍。また、クラブが長期的な方針として期限付き移籍による補強(2012年は所属29選手中7選手)を減らし、大卒ルーキーを積極的に獲得する方向に転換したこともあって、期限付き移籍満了でDFキローラン木鈴、GKキローラン菜入が東京Vに、端戸仁、竹内涼がそれぞれ横浜FMと清水に復帰、高野光司は所属元の東京Vから町田に期限付き移籍した。さらに加部未蘭は福岡大学に進学、大島康明および林祐征が引退、水原大樹および鈴木慎吾が退団(その後、アルビレックス新潟シンガポールへ移籍)。2012年から継続して在籍している選手は7名となった。
一方で栃木SCからGK武田博行とMF鈴木修人、京都からMF内藤洋平、関西リーグ・アミティエSCからDF松本陽介、横浜FCからMF八角剛史とDF渡邉将基、大分からMF小手川宏基、湘南からGK松本拓也、山形から前田和哉、札幌から大島秀夫、韓国・大田のキム・ドンフィを完全移籍で、韓国・水原のアン・ヨンギュ、大宮から李根鎬を期限付き移籍で獲得。
その後は得点力不足(全36試合のうち無得点試合が22試合、2得点以上は4試合のみ)および守備崩壊(全36試合のうち無失点は5試合のみ、第17節以降シーズン最終戦まで20試合連続計47失点、うち4失点3試合6失点1試合)に苦しみ、第33節甲府戦に敗れリーグ戦1シーズン29試合連続勝ち試合なし(それまでは2003年シーズンの鳥栖)、11月20日第35節千葉戦に敗れリーグ戦31試合連続勝ち試合なしのそれぞれJリーグワースト記録を更新した(それまでは2003年から2004年シーズンの鳥栖)。
先述の千葉戦で敗れた時点で、2試合(3節)を残して最下位が決定、残り2試合も連敗し、Jリーグ初年度はリーグ戦年間1勝のJリーグ最少記録、リーグ戦ホームゲーム年間1勝も併せてJリーグワースト記録 で、リーグ戦アウェイゲーム年間無勝利は2003年の鳥栖に並ぶワーストタイ。シーズン終了後に与那城が監督を退任、ニューウェーブ北九州時代からプレーしてきた選手を含む多くの選手が退団・移籍した。
天皇杯は9月5日に行われた2回戦で草津戦に勝利して、リーグ戦の東京V戦以来約5ヶ月半ぶりに公式戦勝利を挙げた。