De eerste constructie die realistisch gezegd kan worden, lijkt op een fiets die rond 1790 werd gebouwd door Comte Mede de Sivrac uit Frankrijk. Een celerifere genoemd, het was een houten scooterachtig apparaat zonder pedalen of stuurinrichting. Een soortgelijk model, verbeterd met een stuurmechanisme aan het voorwiel, werd in 1816 gemaakt door de Duitse baron Karl von Drais de Sauerbrun. Hij noemde het een Draisienne, naar zichzelf, hoewel populair taalgebruik het ook het hobbypaard noemde.
Bij het gebruik van een van deze apparaten, zat de rijder op een stoel tussen twee wielen van dezelfde grootte, en met behulp van de voeten, duwde de fiets een beetje zoals een "loopfiets" kinderrit vandaag, Drais exposeerde zijn fiets in Parijs in 1818, en hoewel populair ontvangen, beperkte het ontwerp het gebruik ervan tot gewoon vlakke, goed verzorgde paden door tuinen en parken, die in die dagen voor een groot deel van de bevolking verboden waren.
Sommige historici vermelden de uitvinding van de pedaalfiets aan Kirkpatrick MacMillan, een Schotse smid die van 1812-1878 leefde. Op een dag in 1839 keek MacMillan mensen aan het fietsen, die destijds werden aangedreven door met je voeten op de grond te trappen. Spannend, he? Het leek erop dat er een betere manier moest zijn…
Volgens later onderzoek door familieleden kwam MacMillan, na erover te hebben nagedacht, een idee voor de eerste pedaalopstelling die de fiets effectiever kon besturen. Met behulp van zijn smidstools plaatste hij zijn idee op zijn plaats, en voila! fietsen nam plotseling een grote sprong voorwaarts.
Het apparaat van Macmillan had een houten frame en houten wielen met ijzeren randen. Het voorwiel, dat beperkte stuurmogelijkheden bood, had een diameter van 30 inch (760 mm), terwijl de achterkant een wiel van 40 inch (1016 mm) had en via drijfstangen aan pedalen was bevestigd. In totaal woog de fiets van Macmillan 26 kg. Zijn creatie trok veel aandacht en Macmillan hielp bij het genereren van extra publiciteit toen hij 110 mijl op de fiets reed om zijn broers in Glasgow te bezoeken. Kopieën van zijn uitvinding, geproduceerd door andere bedrijven, verschenen al snel op de markt en Macmillan zag weinig winst van zijn innovatie.
Veel historici noemen Pierre en Ernest Michaux de ware uitvinders van de moderne fiets. Dit vader en zoon-duo had een bedrijf dat rijtuigen maakte in Parijs toen ze rond 1867 voor het eerst een tweewielige vélocipède assembleerden. Deze fiets werd voortgestuwd als een driewieler, met zijn krukken en pedalen verbonden met het voorwiel.
Het ontwerp kwam al snel in de VS toen een medewerker van Michaux, Pierre Lallement genaamd, die ook de eer opeiste voor het idee, zeggend dat hij het prototype ontwikkelde in 1863, op weg naar Amerika. Hij diende in 1866 een aanvraag in voor het eerste fietsoctrooi bij het Amerikaanse octrooibureau.
De vélocipède ("snelle voet") stond ook bekend als de "botshaker" dankzij zijn ruige rit, veroorzaakt door zijn stijve ijzeren frame en houten wielen gewikkeld in een ijzeren rand.
In 1870 was de metaalbewerking zodanig verbeterd dat fietsframes volledig uit metaal begonnen te worden gebouwd, een verbetering in zowel prestaties als materiaalsterkte ten opzichte van de eerdere houten frames, en het fietsontwerp begon dienovereenkomstig te veranderen. De pedalen waren nog steeds rechtstreeks aan het voorwiel bevestigd, maar massieve rubberen banden en lange spaken op een veel groot voorwiel zorgden voor een sterk verbeterde rit. Hoe groter de wielen, hoe sneller je kon gaan, en de Penny Farthing zoals ze werden genoemd, genoot een grote populariteit in Europa en de Verenigde Staten in de jaren 1870 en 1880.
Het grootste gevaar voor dit ontwerp was de (on) veiligheidsfactor, omdat de renners (meestal jonge mannen) zo hoog zaten dat ze erg kwetsbaar waren voor gevaren op de weg. Het remmechanisme was bijna symbolischer dan functioneel, en er was echt geen manier om de fiets te vertragen. En als iets het voorwiel plotseling zou stoppen, zoals een sleur of een voorwerp dat vastzit in de spaken, werd de rijder onmiddellijk naar voren gebogen terwijl hij over het voorwiel draaide om vierkant op zijn hoofd te landen. Vandaar de oorsprong van de term "halsbrekende snelheid", omdat een crash vaak echt verwoestende resultaten opleverde.
De volgende fase van fietsontwikkeling kwam met de oprichting van de veiligheidsfiets (zogenaamd vanwege het verschil met de gevaarlijke high-wheeler), die de fiets transformeerde van een gevaarlijke constructie beperkt tot het rijk van roekeloze jonge mannen naar een betrouwbare en comfortabel apparaat dat veilig kan worden gebruikt door mensen van alle leeftijden voor dagelijks vervoer.
Tinkerers erkenden de ontwerpbeperkingen van de high-wheeler fietsen en zochten voortdurend naar manieren om de basisvorm van de fiets te verbeteren. Een grote doorbraak kwam in 1885 met John Kemp Starley's de creatie van (of misschien "terug naar" is nauwkeuriger) een fietsontwerp met een rijder die veel lager zat tussen twee wielen van dezelfde grootte, in combinatie met een kettingwiel en kettingsysteem dat reed de fiets van het achterwiel. Dit was hetzelfde basisontwerp met "diamanten frame" dat nog steeds wordt gebruikt in de fietsen van vandaag.
Toen het nieuwe ontwerp van Starley werd gecombineerd met opgeblazen rubberen banden die een einde maakten aan de schokkende en pijnlijke rit die fietsers werden opgelegd toen harde rubberen banden de norm waren, was fietsen plotseling weer veilig en leuk. Bovendien daalde de prijs van fietsen voortdurend naarmate de productiemethoden verbeterden.
Al deze factoren gecombineerd om de gouden eeuw van het fietsen te creëren. Mensen reden hen voor praktische middelen en voor ontspanning. Het was transport en recreatie, allemaal verpakt in één pakket. Het aantal en de invloed van fietsen groeide zo snel in de jaren 1880 en 1890 dat ze groepen vormden zoals de League of American Wheelman (nu de League of American Bicyclists genoemd), om te lobbyen voor betere wegen in de dagen voordat auto's gebruikelijk waren.
Nadat mensen begonnen met het bouwen van fietsen duurde het natuurlijk niet lang voordat ze tegen elkaar wilden racen.
De geschiedenis houdt de eerste geregistreerde fietsrace die op 31 mei 1868 plaatsvond in het Parc de Saint-Cloud, Parijs. De tocht van 1, 2 km werd gewonnen door de Engelsman James Moore op een houten fiets met ijzeren banden ingelegd met kogellagers die hem hielpen de wedstrijd voorbij te rijden.
De belangstelling voor wielrennen groeide in verhouding tot de grote toename van de algemene populariteit, en het was dus logisch dat wielrennen werd opgenomen als een van de evenementen in de eerste moderne Olympische spelen in 1896 in Athene, Griekenland.
In deze periode werd baanwielrennen enorm populair, zowel in de Verenigde Staten als in Europa. Meerdaagse fietswedstrijden met massale drukte werden gehouden op locaties zoals Madison Square Garden, die speciaal was gebouwd voor fietsraces, en persverslaggeving gaf tot op de minuut actuele details voor het radiopubliek in het hele land.
Vooral in Europa trok wielrennen de aandacht van zowel fietsers als sportliefhebbers, en het was rond deze tijd dat epische stad-tot-stad races zoals Parijs-Roubaix en Luik-Bastenaken-Luik werden gestart.
De eerste Tour de France werd gehouden in 1903 als promotie-evenement voor L'Auto, een Franse krant. De gele trui die door de hoofdrijder in de Tour de France wordt gedragen, is een stropdas van het gele papier waarop de krant is gedrukt.
Naarmate het aantal fietsers onder de algemene bevolking in Europa en Noord-Amerika toenam, nam ook de toepassing op commerciële en militaire manieren toe.
Tijdens de Eerste en Tweede Wereldoorlog legden legers uit vele landen op fietsen gemonteerde troepen vast en een passage uit Ernest Hemingway's Farewell to Arms beschrijft de ontmoeting van de hoofdpersoon met een eenheid Duitse legersoldaten op fietsen:
"Kijk kijk!" Zei Aymo en wees naar de weg.
Langs de top van de stenen brug konden we Duitse helmen zien bewegen. Ze waren voorover gebogen en soepel bewogen, bijna bovennatuurlijk.
Toen ze van de brug kwamen, zagen we ze. Het waren fietstroepen… Hun karabijnen werden aan het frame van de fietsen geklikt. "
In de loop van de 20e eeuw zijn fietsen aangepast om zware ladingen over lange afstanden te vervoeren, met name in derdewereldlanden, en zelfs vandaag in de overvolle steden van de wereld spelen fietsboodschappen en pedicabs een waardevolle rol bij het verplaatsen van mensen en pakketten in de meest efficiënte betekent bedacht tot op heden.
In de loop der jaren zijn het fietsontwerp, de materialen, componenten en productieprocessen verbeterd om fietsen van tegenwoordig te maken, steeds geavanceerdere en efficiëntere machines.
En terwijl het basisframe-ontwerp al meer dan honderd jaar hetzelfde is gebleven, heeft het gebruik van ruimtetijdperkmateriaal zoals titanium en koolstofvezel fietsen gemaakt die veel lichter en sterker zijn dan de makers van de vroege ijzeren en houten modellen ooit hadden kunnen bedenken.
Andere innovaties zoals shifters en derailleurs stellen rijders in staat om zelf door een reeks versnellingen te werken waarmee fietsen veel sneller kunnen gaan en veel steilere heuvels kunnen beklimmen dan een enkele snelheidsfiets ooit zou hebben toegestaan.
Fietsstijlen zijn ook veranderd, zodat het mogelijk is om ontwerpkenmerken op te nemen die specifiek een bepaalde rijstijl verbeteren en omarmen met uitsluiting van anderen. Deze specialisatie betekent dat je naar een bepaalde fietsenwinkel kunt gaan en kunt kiezen uit mountainbikes, racefietsen, hybriden, cruisers, tandems, ligfietsen en meer, allemaal op basis van waar en hoe je van plan bent te rijden.
