Après l'invention de la draisienne en 1817, ce type de véhicule ne connaît pas d'améliorations techniques jusqu'aux années 1860. Pour certains, c’est Pierre Lallement qui parvient à le sortir d'un oubli relatif grâce à l'ajout de pédales ou « pédivelles » sur la roue avant, lançant ainsi le vélocipède ; il dépose un brevet aux États-Unis en 1866. Pour d’autres, c’est Pierre Michaux, serrurier et constructeur de voitures à Paris, qui avec l'aide de son fils Ernest, est à l’origine de cette invention (brevets déposés en 1868 et 1869). Le vélocipède devient alors l'objet d'une véritable mode, notamment au sein des classes les plus aisées. Pour celles-ci, sa pratique, comme celle de l'équitation, est associée à l'élégance. On fait du vélocipède au Bois de Boulogne ou dans des manèges dédiés (comme ceux des Michaux et des frères Olivier), on lit les revues spécialisées (Le Vélocipède illustré), on joue au piano le Quadrille des vélocipèdes d'Eugène Baron (1869) ou La Vélocipéenne de Sara Bloch (1869)...
La guerre de 1870 entre la France et l'Allemagne provoque une chute de la production, ce dont bénéficie l'Angleterre, et notamment la ville de Coventry, où se développent désormais les nouvelles innovations vélocipédiques. Le grand-bi, sorte de vélocipède dont la roue avant est surdimensionnée par rapport à la roue arrière, est inventé par James Starley (voir aussi le glossaire).
Focus : le grand-bi RudgeLes courses de grands-bis sont nombreuses ; cependant l'engin est dangereux, notamment à cause du risque de chute par l'avant, et reste réservé aux téméraires.
En 1879, Henry John Lawson dépose un brevet pour un vélocipède à roue arrière motrice et à transmission par chaîne. La taille de la roue avant et celle de la roue arrière sont rééquilibrées et l'utilisation de la machine devient plus aisée pour le public. En 1888, John B. Dunlop invente le pneumatique (voir le glossaire) à air avec valve, l'invention sera ensuite perfectionnée par les frères Michelin. La bicyclette moderne est née, ainsi que le montre le succès de la « bicyclette de sécurité » de John Kemp Starley (1884) et de la « Rover » lancée en 1888. Les « véloce-clubs » régionaux se multiplient et l'Union vélocipédique de France est fondée en 1881.
De 1860 à 1880, de nombreux modèles de machines coexistent sur le marché, comme les unicycles, les tricycles (voir le glossaire), les quadricycles, certaines inventions pouvant nous paraître aujourd'hui assez farfelues :
On commence également à employer des vélocipèdes dans des domaines très divers : pour naviguer (les vélocipèdes aquatiques), pour l'armée (la vélocipédie militaire), pour le spectacle (des acrobaties). Plus tard, l'imagination des inventeurs adaptera la vélocipédie à de nombreux métiers : ambulanciers, agriculteurs, pompiers...
