1815年，印尼坦博拉火山大迸发，形成全球气候异常。北半球1816年进入“无夏之年”，农作物歉收，再加上拿破仑战役逐步耗尽了农人的多年来存储的燕麦，许多以燕麦为主食的马匹逝世。而那个时期，马车可是人们出行必备的交通工具，马匹的紧缺使终年骑马络绎于林场的德国人卡尔·冯·德莱斯很是头疼。德莱斯不是一位一般的林务员，他曾在海德堡大学学过数学、物理和修建等专业，进入林业部门仅仅是他的教父的坚持，而作为衰败的贵族子弟如同也没有更多的挑选。具有了专业相关常识，有了激烈的需求，自行车的发明如同只缺一个创意。

  在大脑中查找大自然的全部生灵，如同并不能从中找到两个轮子的原型。而在一个东西上坚持平衡如同也是一些具有特别技术的人的专利，可是冰上滑板的盛行打破关于“平衡”的独占。德莱斯自己也说过:“创意主要是从滑冰中获得的。”所以，两个轮子、一个与前轮相连的方向舵、鞍座以及坚持车子平衡的扶手构成了世界上第一辆有用自行车—“双轮奔驰机”。1818年，德莱斯获得“双轮奔驰机”专利权，并找滑冰鞋推销商吉恩·加尔森(Jean Garcin)，让他在游乐园里向年青人推行他的跑动机。很快，“双轮奔驰机”在欧洲上层社会中的年青人中流行起来。可是囿于方针及场所所限（仅能在平整路面骑行），而且仍是靠双脚用力蹬地来推进车子前行，所以“双轮奔驰机”在许多当地并不能当作一种有用的交通工具，影响有限。

  到了19世纪60年代，滑冰运动在欧洲盛行，人们的平衡感和勇气都得到了提高。1863年，法国铁匠皮埃尔·米肖（Pierre MiChaux)将金属脚蹬连接在双轮车的前轮上，改动了“双轮奔驰机”双脚蹬踏地上骑行的现状，双脚得以脱离地上。他称自己的新发明为“带着踏板的自行车”，但它有一个更形象、更广为人知的姓名——“震骨车”（Boneshaker）。在前人的基础上，米肖对双轮车的转向设备及结构能够进行了改善，用双手操控的车把替代方向舵，车轮改用金属制成，鞍座装在不易曲折的弹簧钢带上，平缓骑行会发生波动，有一种震骨之感。但这并没有阻碍震骨车的推行和盛行。1865年，米肖公司售出400辆震骨车，10年后，美国纽约声称，该市已具有5000多辆震骨车。为了习惯人们骑行需求，欧美等地设立了一些专门教人骑车的校园。

  来自英国考文垂的詹姆斯·斯塔利(James Starley)致力于减轻震骨车的分量，1870年，由他规划，第一辆完全由金属制成的自行车爱丽儿（Ariel）面世。他以空心金属管制作的车架替代实心铁制车架，用细钢丝辐条替代木质辐条。他研制出的齿轮，可使脚踏每转一周，车轮旋转两周。不止如此，詹姆斯·斯塔利还改制了出产自行车的专用机床，为自行车许多出产和推行发明了条件。詹姆斯·斯塔利由此被称为“英国自行车工业之父”。

  自行车爱丽儿面世，但它有一个丧命的问题，骑车者高坐在前车轮，刹车时简单受伤

  因为比一切自行车先人更轻盈、健壮，爱丽儿（Ariel）的时速可达23-24公里/小时，一度遭到富家子弟的火热追捧（其时买一辆自行车的钱相当于一个一般工人6个月的薪酬）。但它有一个丧命的问题，骑车者高坐在前车轮和脚蹬上方，强烈刹车时，前轮突然中止，骑行者因惯性作用很简单跳过车把摔下来，不乏跌伤甚至摔死的案例。

  为了规划出人人能骑，人人敢骑的“安全自行车”，詹姆斯·斯塔利的侄子约翰·斯坦利1885规划并制作的“罗孚”(Rover)自行车，与现代自行车相差不大：自行车的前轮驱动方法被脚蹬链条设备驱动后轮所替代，前后轮巨细趋于共同，方向由歪斜的前叉直接操作，车上安装了飞轮及车闸。约翰·斯坦利规划出一种专门机床，保证“安全自行车”的大规模出产。这是自行车演化史上的严重里程碑。在改动大众对自行车的观点方面——从一个风险的玩具到人人皆可运用的日常运输工具，约翰·斯塔利功不可没。

  至爱尔兰兽医约翰·邓禄普将充气轮胎发明性地用于自行车，使自行车减震性大大增强，现代自行车的根本结构到19世纪90年代趋于定型。