Ένα από τα ενδοξότερα τμήματα του Συλλόγου είναι αυτό του στίβου που ιδρύθηκε το 1919 και είναι αυτό που έχει χαρίσει τους περισσότερους τίτλους στον Σύλλογο.
Γιώργος Καλαφάτης, Απόστολος Νικολαΐδης, Μιχάλης Παπάζογλου, Γιάννης Σταυρόπουλος, Δημήτρης Δεμερτζής, Λουκάς Πανουργιάς, Δημητριάδης και Πονηρέας ήταν ορισμένοι από τους πρωτοπόρους του τμήματος.
Ο Σύλλογος κατέκτησε το πρώτο πανελλήνιο πρωτάθλημα του λίγο αργότερα το 1921 στους άνδρες ενώ το πρώτο πρωτάθλημα στις γυναίκες ήρθε το 1946.
Το 1955 ο Παναθηναϊκός κατακτά το πρωτάθλημα στους άνδρες, το οποίο θα ακολουθούσαν άλλα 19 συνεχόμενα, επίδοση ρεκόρ για τον ελληνικό στίβο, καθώς από το 1955 έως το 1974 ο Παναθηναϊκός ήταν μόνιμος πρωταθλητής Ελλάδας.
Το 1970 Χρήστος Παπανικολάου σημειώνει μία από τις μεγαλύτερες επιτυχίες του Συλλόγου αλλά και του ελληνικού αθλητισμού, όταν με 5,49μ. στο επί κοντώ καταρίπτει το παγκόσμιο ρεκόρ στους Βαλκανικούς Αγώνες.
Κατά τη δεκαετία του ΄80 άρχισαν οι επιτυχίες του ΠΑΟ και στον κλειστό στίβο ενώ η επόμενη τεράστια επιτυχία για το «τριφύλλι» ήρθε με την κατάκτηση του ασημένιου μεταλλίου από την Χρυσοπηγή Δεβετζή στους ολυμπιακούς αγώνες το 2004.
Οι επιτυχίες για τον Σύλλογο συνεχίστηκαν και τα επόμενα χρόνια παρά τις οικονομικές δυσκολίες.
Καλύτερη χρονιά με βάση τους τίτλους του τμήματος θεωρείται το 1982 αφού το τμήμα κατέκτησε 14 τίτλους. Πιο συγκεκριμένα: Άνδρες: Περιφερειακό αερινό πρωτάθλημα, Περιφεριακό πρωτάθλημα Βάδην,Περιφερειακό πρωτάθλημα Ανωμάλου δρόμου Αθηνών-Πειραιώς, Νέοι Άνδρες: Πρωτάθλημα Ελλάδας ομαδικό ανωμάου δρόμου, Περιφερειακό πρωτάθλημα Αθήνας-Πειραιά (ομαδικό) , Άνδρες-Έφηβοι: Περιφεριακό πρωτάθλημα Βάδην, Έφηβοι: Πρωτάθλημα Ελλάδας ανωμάλου δρόμου, Περιφερειακό πρωτάθλημα Αθηνών-Πειραιώς Ανωμάλου δρόμου, Διασυλλογικό πρωτάθλημα Αττικής, Περιφερειακό πρωτάθλημα βάδην, Νεάνιδες: Πρωτάθλημα Ελλάδας ανωμάλου δρόμου , Περιφερειακό πρωτάθλημα Αθηνών-Πειραιώς, Παμπαίδες: Περιφεριακό Πρωτάθλημα Αθηνών-Πειραιώς, Παγκορασίδες: Περιφεριακό πρωτάθλημα Αθηνών-Πειραιώς,
Αξίζει να σημειωθεί ότι εκείνη τη χρονιά ο Παναθηναϊκός κατέκτησε το κύπελλο Σκιαδά στον ανώμαλο δρόμο σε άνδρες και γυναίκες.
Το Top 13 ανδρών του στίβου του Παναθηναϊκού
Το Top 13 του στίβου του Παναθηναϊκού
1)Χρήστος Παπανικολάου-Άλμα επί κοντώ
Ένα παγκόσμιο ρεκόρ, δύο πανευρωπαϊκά ρεκόρ, ένα αργυρό μετάλλιο σε Διηπειρωτικό και ένα αργυρό μετάλλιο σε πανευρωπαϊκό πρωτάθλημα.
2)Χρυσοπηγή Δεβετζή-τριπλούν
Ασημένια ολυμπιονίκης
3)Σπήλιος Ζαχαρόπουλος -1500μ.
Χρυσό μετάλλιο πανευρωπαϊκό πρωτάθλημα Νέων κλειστού στίβου και ασημένιο μετάλλιο πανευρωπαϊκό πρωτάθλημα ανδρών.
4)Γιώργος Λουκαϊδης-3.000μ. στιπλ
Χρυσό μετάλλιο πανευρωπαϊκό πρωτάθλημα εφήβων
5)Ανδριάνα Παπαδοπούλου-Σφυροβολία
Ασημένιο μετάλλιο παγκόσμιο πρωτάθλημα κορασίδων και πρώτη στη γυμνασιάδα
6)Ηλίας Λουκά –σφαιροβολία
Ασημένιο μετάλλιο πανευρωπαϊκό πρωτάθλημα εφήβων
7)Χρήστος Παλλάκης-άλμα επί κοντώ
Χάλκινο μετάλλιο πανευρωπαϊκό πρωτάθλημα Νέων κλειστού στίβου
8) Γεωργία Δεσπολλάρη
Χάλκινο μετάλλιο Πανευρωπαϊκό Κ23
9)Ρένος Φραγκούδης -4Χ100μ.
7ος Ολυμπιονίκης
10)Νίκος Γεωργόπουλος-200μ.
Ασημένιο μετάλλιο σε Πανεπιστημιάδα και 2η καλύτερη επίδοση στην Ευρώπη
11)Γιώργος Θάνος –Άλμα επί κοντώ
Ασημένιο μετάλλιο σε Πανεπιστημιάδα και πέντε φορές χρυσός βαλκανιονίκης
12)Χρήστος Πολυχρονίου –σφυροβολία
Ασημένιο μετάλλιο σε Πανεπιστημιάδα
13)Χρήστος Καραγιώργος-Άρης Καραγιώργος 7μίλια βάδην -3.000μ. βάδην
Ο Χρήστος είχε την κορυφαία παγκόσμια επίδοση στα 7 μίλια βάδην και ο Άρης είχε την κορυφαία παγκόσμια επίδοση στα 3.000μ. βάδην, αν και θεωρούνται ημιανεπίσημα αγωνίσματα.
