El siguiente hito tuvo lugar en 1816, cuando el noble alemán Karl von Drais diseñó un dispositivo de dirección para el celífero. Esta máquina se denominaría draisiana (draisine) en honor a su inventor. Después, inventores franceses, alemanes y británicos introdujeron mejoras. En 1839, un herrero escocés, Kirkpatrick Macmillan, añadió unas palancas unidos al eje de la rueda posterior de una máquina del tipo de la draisiana. Esto permitía al ciclista impulsar la máquina por el empuje de los pies hacia abajo y hacia adelante sin tocar el suelo.
Sin embargo, el verdadero impulso a estos aparatos vino de la mano de Ernest Michaux que, en 1861, añadió unos pedales a la rueda delantera de una vieja draisiana. En el aparato resultante resultaba muy dificil mantener el equilibrio mientras se pedaleaba, pero su sencilla fabricación propició su popularización en Francia. El cuadro y las ruedas se fabricaban en madera, mientras que los neumáticos eran de hierro.
Dado que la velocidad alcanzable por estos aparatos dependía directamente del tamaño de la rueda delantera, donde estaba fijado el pedal, esta rueda fue aumentando progresivamente de tamaño.
En 1873, James Starley, un inventor inglés, produjo la primera máquina con casi todas las características de la famosa bicicleta común o de rueda alta (también conocida hoy en día como velocípedo o bicicleta antigua). La rueda delantera del velocípedo era tres veces más grande que la de atrás y ya poseía neumáticos de goma maciza montados en el acero.
El 31 de mayo de 1889 nació oficialmente el ciclismo de competición con una carrera de con 1200 m de recorrido en el parque de Saint Cloud de París. A partir de entonces la velocidad se convirtió en una obsesión... los fabricantes aumentaron el diámetro de las ruedas delanteras (en algunos casos hasta los 3 m de diámetro) en detrimento de la seguridad, del equilibrio y del peso. En esta época también se inventaría el monociclo, pero eso ya es otra historia.
La vibración excesiva y la inestabilidad de la bicicleta de rueda alta obligó a los inventores a esforzarse por reducir la altura de la bicicleta. Hacia 1880 apareció la conocida como máquina segura o baja. En 1885, John Kemp Starley crea "la bicicleta de seguridad", que ya poseía los elementos de la bicicleta moderna. Las ruedas eran casi del mismo tamaño y los pedales, unidos a una rueda dentada a través de engranajes y una cadena de transmisión, movían la rueda de atrás. Además ya poseía sistema de frenado (de ahí su nombre) y poco después, en 1888, se le añadirían los neumáticos desarrollados por John Boyd Dunlop, formados por un tubo interior que se rellena de aire, y una cubierta, aumentando en gran medida el confort del aparato.
La bicicleta de seguridad se extendió rápidamente por todo el mundo industrializado. En 1896, una bicicleta podía costar el salario de 3 meses de un trabajador medio, pero ya en 1909 se había reducido a menos de un mes de trabajo.
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