Велосипедный спорт появился раньше, чем велосипед в современном его виде.

Первая официально зарегистрированная шоссейная гонка прошла в мае 1868 в парижском парке Сен-Клу. Длина трассы составляла всего 2 км. Выиграл гонку англичанин Джеймс Мур. В том же году в Англии состоялись первые трековые соревнования. В 1869 проведена гонка между Парижем и Руаном.

Еще какое-то время после этого гонщики соревновались на, как их называли в Англии, «пенни-фартингах» (небезопасных в управлении велосипедах с огромным передним и очень маленьким задним колесами), но настоящий велобум начался с изобретением в 1880-е «безопасного велосипеда» с одинаковыми по размеру колесами. Разрабатываются различные модели велосипеда, в том числе предназначенные специально для соревнований, повсеместно открываются велосипедные «академии» и клубы. К 1890 Лига американских велосипедистов стала крупнейшим в мире спортивным объединением.

В 90-е XIX века гонки стали столь популярны, что их включили в программу первых Олимпийских игр современности (1896). Первый чемпионат мира (по трековым гонкам) прошел в 1893 в Чикаго, два года спустя впервые разыграно мировое первенство среди профессионалов (интересно, что первые треки были песчаными, глинистыми, травяными, асфальтовыми и пр.). C 1921 проводятся мировые чемпионаты в шоссейных гонках. В 1929 впервые стартовали гонки в закрытых помещениях. В 1958 состоялся первый чемпионат мира среди женщин.

Традиционно ведущие позиции в соревнованиях велосипедистов занимают европейцы: сначала это были представители Франции и Великобритании. Со временем их «догнали» спортсмены Италии, Бельгии, Нидерландов, Испании, Германии и Дании, а также американские и – в последнее время – австралийские гонщики.

Француз Даниэль Морелон помимо трех золотых олимпийских медалей 7 раз (в период с 1966 по 1975) завоевывал титул чемпиона мира в спринте, – как и блиставший до Первой мировой войны в 100-километровой гонке за лидером Леонард Мередит (Великобритания). 10 раз подряд – с 1977 по 1986 – побеждал в спринте Киоси Накано (Япония).

У женщин вне конкуренции считающаяся величайшей велогонщицей всех времен француженка Жанни Лонго: на чемпионатах мира она выиграла в общей сложности 12 золотых медалей (в ее активе также олимпийское «золото» и множество мировых рекордов).

Известно немало гонщиков, которые, отличившись в соревнованиях любителей, затем не менее успешно выступали в статусе профессионала. Легендарный бельгиец Эдди Меркс стал первым в истории велосипедистом, сумевшим выиграть чемпионат мира и среди любителей, и среди профессионалов