Nella Stagione 1967-1968 il Pisa disputa il campionato di Serie B, un torneo a 21 squadre che prevede un turno di riposo, per il Pisa l'ultima di campionato, tre promozioni e quattro retrocessioni. Con 48 punti il Pisa si piazza in seconda posizione con il Verona, dietro al Palermo primo con 52 punti, queste le tre promosse. Scendono in Serie C il Potenza ultimo con 23 punti con il Novara con 35 punti al termine del torneo, il Messina ed il Venezia che avevano ottenuto 36 punti, dopo una lunga coda di spareggi.
Pur non essendo partito con i favori della vigilia, il Pisa si insedia subito nelle posizioni che contano della classifica, soprattutto grazie ad un attacco molto prolifico. Tra le vittorie più prestigiose dell'autunno vi è l'(1-0) sul Verona e il (3-0) nel sentito derby con il Livorno. Superata una piccola crisi di risultati (6 partite senza successo) tra dicembre e gennaio, il Pisa riprese a conquistare punti importanti fino alla primavera. L'ultima vittoria avviene alla quint'ultima di campionato (1-0) sulla Lazio, poi arrivano la sconfitta di Monza ed i pareggi in casa con Reggina e Novara. La penultima giornata di campionato il Pisa è impegnato a Venezia seguito da migliaia di tifosi ma perde (1-0). Ai nerazzurri, che per l'ultimo turno dovevano riposare (visto il numero dispari della squadre), non restava a questo punto che sperare nei risultati delle dirette concorrenti per la promozione: il Verona vinse a Ferrara (e raggiunse i nerazzurri al secondo posto), ma il Bari non andò oltre l'(1-1) a Perugia e rimase così distanziato dai pisani. Il Pisa si classifica così secondo a pari merito con l'Hellas Verona e conquista la promozione in Serie A per la prima volta nei campionati a girone unico, ritorna nella massima serie dopo 42 anni.
Il Pisa si comporta bene anche in Coppa Italia dove riesce ad arrivare ai Quarti di finale eliminando Verona e Modena, venendo sconfitto dall'Inter (1-1 a Pisa e 1-0 a San Siro).
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