A Comissão de Atletas do Comitê Olímpico do Brasil (CACOB) foi criada em abril de 2009, seguindo o modelo da Comissão de Atletas do Comitê Olímpico Internacional (COI). Com o objetivo inicial de atuar como um canal de comunicação entre os atletas e o COB e colaborar com o desenvolvimento técnico do esporte brasileiro, oferecendo sugestões e recomendações sobre quaisquer assuntos relacionados ao Movimento Olímpico, a CACOB teve seus primeiros integrantes selecionados pela própria entidade, passando a ser definida através de um processo eleitoral a partir do segundo ciclo, iniciado em 2013.
2009-2012
Dezoito atletas compuseram a primeira Comissão. Foram eles: Bernard Rajzman (vôlei), presidente da Comissão; Hortência Marcari (basquete), vice-presidente; Cesar Cielo (natação); Daiane dos Santos (ginástica artística); Doda (hipismo); Giovane Gávio (vôlei); Gustavo Borges (natação); Gustavo Kuerten (tênis); Hugo Hoyama (tênis de mesa); Isabel Clark (snowboard); Janeth Arcain (basquete); Marcelo Ferreira (vela); Natália Falavigna (taekwondo); Robert Scheidt (vela); Robson Caetano (atletismo); Rogério Sampaio (judô); Sandra Pires (vôlei de praia); e Vanderlei Cordeiro de Lima (atletismo).
A reunião inaugural do grupo ocorreu em junho de 2009, em Florianópolis (SC), durante a Semana Guga Kuerten, por sugestão do próprio tenista. Na ocasião, ficou decidido que eles elaborariam uma proposta para que cada Confederação Brasileira Olímpica criasse sua própria Comissão de Atletas, ampliando sua representatividade em cada modalidade. A partir de então, foi estipulado também que a CACOB se reuniria semestralmente para discutir novas pautas que contribuíssem para o desenvolvimento do esporte brasileiro.
2013-2016
Na primeira eleição da Comissão de Atletas, a definição dos candidatos ocorreu por meio da indicação das Confederações Brasileiras Olímpicas. Depois, foi aberta uma votação online a todos os atletas que representaram o Time Brasil nos Jogos Olímpicos Londres 2012.
Com 15 vagas em aberto (outras quatro seriam designadas pelo extinto Conselho Executivo do COB), Fabiano Peçanha (atletismo) foi o mais votado, seguido por Emanuel Rego (vôlei de praia), que viria a ser o presidente da CACOB. Foram eleitos ainda: Chana Masson (handebol), Fabi Alvim (vôlei), Fabiana Murer (atletismo), Fernanda Oliveira (vela), Isabel Clark (snowboard cross), Marcelinho Machado (basquete), Maria Portela (judô), Nivalter Santos (canoagem), Rafael Silva (judô), Renzo Agresta (esgrima), Robert Scheidt (vela), Tatiana Lemos (natação) e Yane Marques (pentatlo moderno).
A entidade, por sua vez, indicou os seguintes nomes: Hortência Marcari (basquete), novamente vice-presidente; Arthur Zanetti (ginástica artística); Gustavo Borges (natação) e Thiago Pereira (natação).
2017-2020
A gestão Paulo Wanderley pode ser considerada um divisor de águas para a CACOB. A principal mudança envolveu o aumento da representatividade da Comissão nas assembleias e votações da entidade, caso da eleição presidencial. Se até o ciclo anterior os atletas tinham direito somente a um voto, a partir do quadriênio 2017-2020 passaram a ser 12.
Já em 2019, durante Assembleia Geral Extraordinária realizada na sede da entidade, foi aprovado novo aumento para o ciclo 2021-2024: 25 atletas, com 19 deles podendo votar. Outro aspecto importante é que, apesar da redução do número de integrantes do Conselho de Administração do COB a partir de 2021 (de 17 para 13 membros), o presidente e o vice-presidente da CACOB seguirão compondo o colegiado.
Na eleição da Comissão em 2016, em que estiveram aptos a votar os 622 atletas brasileiros, 170 votantes elegeram os seguintes membros: Arthur Zanetti (ginástica artística), Baby Futuro (rugby), Brunno Mendonça (hóquei sobre grama), Duda Amorim (handebol), Emanuel Rego (vôlei de praia), Emerson Duarte (tiro esportivo), Fabiana Murer (atletismo), Fabiano Peçanha (atletismo), Hugo Hoyama (tênis de mesa), Iziane Marques (basquete), Marcelinho Machado (basquete), Poliana Okimoto (maratonas aquáticas), Tiago Camilo (judô), Thiago Pereira (natação) e Yane Marques (pentatlo moderno). Além deles, o COB selecionou ainda outras quatro integrantes: Fabi Alvim (vôlei), Hortência Marcari (basquete), Isabel Clark (snowboard) e Isabel Swan (vela).
Na reunião inicial do grupo, ficou definido que Tiago Camilo ocuparia o cargo de presidente, tendo Yane Marques como sua vice.