Патент на самый первый в мире велосипед был выдан в 1817 году немецкому лесничему Карлу фон Драйсу. Машина была сделана из дерева, двигались на ней, отталкиваясь ногами от земли.

К середине века появились велосипеды, получившие в Англии название "костотрясы". На этих устройствах и проводилась первая в мире велогонка в 1868 году. Победителем гонки на 2 км, проводившейся в пригороде Парижа Сен-Клу, стал Дж. Мур. Он же победил в первой шоссейной велосипедной гонке на трассе 120 км Руан-Париж.

В этом же году на велосипеде появилась цепная передача, а с изобретением в 1885 году полой шины шотландцем Денлопом, спортивный снаряд стал приобретать современные черты. Резиновые литые шины заменили на пневматические, что дало значительную прибавку к скорости.

Старейшая велосипедная гонка Бордо-Париж прошла в 1891 году, ее дистанция составляла 600 км. С 1893 года проводятся гонки на треке. Популярная и сегодня многодневная гонка Тур-де-Франс (на 5 тыс. км), впервые прошла в 1903 году. Первый олимпийский старт состоялся в 1896 году и включал гонки на шоссе и треке. Чемпионат мира по шоссейным гонкам состоялся впервые в Копенгагене в 1921 году. Близкий к современному регламент соревнований сложился к 1928 году.

Программы соревнований постоянно пополняются. В 1984 году на Олимпиаде в Лос-Анджелесе в программе появляется женская шоссейная гонка, а на следующей Олимпиаде в Сеуле к ней присоединяется гонка на треке. В 1996 году в олимпийскую программу в Атланте включили горный велосипед. С 1996 года на международных соревнованиях медали разыгрываются в групповой шоссейной, спринтерской и командной гонке преследования (только у мужчин), гонках по очкам и на время, в кросс-кантри (маунтенбайк).