El 16 de febrero de 1965 los socios de Green Cross apoyaron la moción en la que se venía trabajando desde algunos meses atrás: la fusión con Deportes Temuco. Tal posibilidad significaba un repunte en los institucional y deportivo para el club. Por ello es que, al margen de la opción del cuadro sureño, también se conversó la opción con Antofagasta y Municipal Santiago. El descarte de ambas alternativas –en beneficio de los temuquenses- se debió a la gran distancia que significaba el traslado hacia el puerto nortino, y que el cuadro capitalino estaba sujeto a los vaivenes políticos del momento. Además que el cuadro del Ñielol aseguraba un respaldo económico para todas las ramas de Green Cross. De esta manera, nació Green Cross-Temuco, que también se conoció como Green Cross-Cautín.
El nuevo aire se notó en su desempeño deportivo, que alcanzó en 1969 el tercer lugar en la liguilla final, escoltando a Universidad de Chile y Rangers. Similar ubicación alcanzó en la temporada 1975, al completar 42 puntos, a ocho del líder Unión Española. Pero cinco años después, en 1980, el equipo terminó en la última posición descendiendo otra vez. En el campo internacional, el equipo venció en 1965, ante 31 mil personas en su estadio Germán Becker, al seleccionado de la Unión Soviética por 1-0, con anotación de Jorge D’ Ascenzo. Lo destacable de esta victoria fue que el elenco europeo venía de protagonizar, en forma invicta, una gira por Sudamérica la que tuvo su revés en la Araucanía.
En 1983 Green Cross-Temuco retornó a la serie mayor, extendiendo su estadía en Primera por dos temporadas ya que volvió a bajar en 1984, al ocupar la penúltima posición de la Zona Sur. A esa altura, los problemas económicos que afectaban a la institución se hicieron insostenibles. Después de jugar un cuadrangular llamado Provincias del Sur –donde con un elenco mayoritariamente juvenil, no pudo superar a Deportes Valdivia, Provincial Osorno y Deportes Puerto Montt- y cuando disputaba la Copa Polla Gol de 1985, la entonces Asociación Central de Fútbol decretó su receso debido a que no podía cumplir con sus compromisos monetarios. Fue el golpe de gracia, porque eso determinó el término de la historia. El epílogo indica que mientras Deportes Temuco continuó su derrotero deportivo, Green Cross desapareció tras 69 años de existencia.