인류가 바퀴를 이용하여 생활에 편익을 가져온 것은 기원전부터 자전거의 형태가 나타난 것은 19세기이다. 1790년 자전거의 원형을 최초로 고안해 낸 사람은 프랑스의 콩트 드 시브락 백작이 목재 수레바퀴와 두 개의 수직자루를 만들고, 이것을 횡목으로 연결하여 자전거 형태를 만들었다.
이 때의 2륜차는 "빨리 달릴 수 있는 기계-셀레리페르(Celerifere)" 불리게 되었다.
또한 1818년 독일의 칼 바론 폰 드라이스가 발명한 자전거(Draise, 드라이제)도 현재의 자전거와는 거리가 멀지만, 그것의 최고 속도는 15km였다고 한다.

그 후 1839년 스코틀랜드의 맥밀란이 자전거 동력장치인 페달과 크랭크 개발하였다. 1885년 영국의 제임스 스탈레이가 앞뒤 바퀴의 크기가 똑같고 체인 구동식인 지금의 형태에 가까운 현대형 자전거를 개발한 것으로 알려져 있다.
그 후 자전거는 실용적이면서도 효과적인 교통 수단으로 발전을 거듭하여 오늘날의 자전거에 이르렀다.

한국에서 자전거가 언제 처음으로 사용되었는지는 확실한 기록이 없어 알 수가 없다. 다만 20세기를 전후한 개화시대일 것이라고 추측되고, 서양의 선교사나 개화파 인사들이 처음 들여왔으리라 생각될 뿐이다. 우리나라의 자전거 도입의 역사는 1896년 서재필 박사가 독립문 공사현장에 갈 때 처음으로 탔다는 설도 있고, 같은 해 고희성이 자전거를 탄 것이 처음이라 하기도 한다.
그 후 1898년 윤치호 선생이 하와이로부터 통타이어를 사용한 자전거를 도입해 왔다고 한다. 1950년대 후반부터 자전거가 생산되어 점차적으로 늘어난 자전거는 1960-1970년 사이에는 실용적인 주 교통수단으로 사용하게 되었으며, 현대에 이르러는 경기 및 레저용 등으로 다양화되고 있다.