Năm 1880, nhà phát minh người Anh là E.C.F. Otto chế tạo mẫu xe "dicycle" với hai bánh xe có kích thước bằng nhau được đặt song song cạnh nhau. Người điều khiển ngồi ở giữa 2 bánh xe và vận hành xe bằng bàn đạp ở hai bên. Khi muốn điều khiển xe rẽ trái hay phải, người điều khiển dừng đạp ở bên tương ứng với hướng muốn rẽ. Mẫu xe này không được sản xuất đại trà bởi việc điều khiển khá phức tạp và gặp nhiều gia. Khoảng giữa thế kỷ 20, nhiều thiết bị khác trên xe đạp giant được tiếp tục chế tạo và hoàn thiện như hệ thống phanh tay, vòng đạp nhẹ hơn, hệ thống đèn chiếu sáng chạy bằng dinamo gắn trên bánh xe, lốp xe cũng được thiết kế hẹp hơn giúp giảm ma sát cho phép xe di chuyển trơn tru và nhẹ nhàng hơn. Những chiếc xe đạp này trở nên rất phổ biến tại châu Âu đặc biệt là tại Anh vào các năm 1950 và luôn được cải tiến trong suốt các thập niên còn lại của thế kỷ 20. Xe đạp dần trở thành là một sở thích phổ biến của nhiều người. Năm 1885, John Kemp Starley, cháu của nhà phát minh James Starley, đã chế tạo ra mẫu xe đạp giant giá rẻ an toàn với 2 bánh xe có kích thước tương đương nhau được lắp thẳng hàng trên một khung kim loại rỗng. Xe được trang bị đầy đủ các bộ phận như phanh, hệ thống dây sên - dĩa. Đây chính là nguyên mẫu của chiếc xe đạp địa hình hiên đại. Khoảng hai đến 3 năm sau đó, mẫu xe này được đưa vào sản xuất hàng loạt và phổ biến một cách rộng rãi. Năm 1888, nhà phát minh người Scotland, John Dunlop phát minh ra lốp xe khí nén dùng cho xe đạp. Chiếc lốp này cho phép xe vận hành êm ái và nhẹ nhàng hơn trên những đoạn đường gồ ghề, khắc phục được những nhược điểm của lốp xe đặc ruột. Sau đó, người ta cũng tìm thấy được mô hình thiết kế khung xe được gọi kiểu "kim cương" với khả năng chịu lực tốt hơn. Thiết kế lốp xe khí nén và khung sườn xe đạp chính hãng kiểu "kim cương" đơn giản làm xe đạp giant giá rẻ có trọng lượng nhẹ giúp vận hành trơn tru, hiệu quả hơn. Đồng thời, các cải tiến nói trên cũng tạo điều kiện cho việc bảo trì, sữa chữa trở nên thuận lợi hơn. Chiếc xe đạp giant chất lượng cao ngày càng trở thành một phương tiện di chuyển quan trọng ở châu Âu trong nửa đầu thế kỷ 20, nhưng nhu cầu sử dụng xe đạp lại giảm đi đáng kể tại Mỹ từ năm 1900 tới năm 1910 do sự ra đời của xe hơi. Đến những năm 1920, xe đạp dần biến thành một món đồ chơi trẻ em và vào năm 1940, hầu hết xe đạp tại Mỹ đều được sản xuất dành cho trẻ em. Tuy nhiên, tại châu Âu, xe đạp vẫn được sử dụng hết sức rộng rãi. Với những khía cạnh quan trọng là dễ điều khiển, an toàn, thoải mái và di chuyển nhanh chóng, xe đạp trở thành phương tiện giao thông phổ biến đối với tầng lớp trung và thượng lưu tại châu Âu và Bắc Mỹ trong nửa cuối các năm 1890. Mẫu xe dap galaxy có lốp cao su, kích thước 2 bánh bằng nhau được lắp trên khung với "thiết kế kim cương" chính là mẫu xe đầu tiên mà cả nam và nữ đều có thể dùng một cách thuận lợi. Giai đoạn này là thời kỳ phát triển hoàng kim trong lịch sử phát triển xe đạp với hàng loạt những cải tiến góp phần hoàn thiện mô hình xe đạp hiện đại ngày nay. Trong suốt nửa đầu thế kỷ 20, xe đạp luôn được tiếp tục phát triển cho phù hợp với nhu cầu đa dạng của người tiêu dùng. Hệ thống líp xe nhiều dĩa cỏ thể chuyển đổi qua lại khi đang chạy được phát triển tại Pháp từ năm 1900 đến 1910 và dần được hoàn thiện theo thời gian. Năm 1930, Tổ chức đua xe đạp châu Âu đã cho phép các tay lái sử dụng hệ thống này. Trước đó, nếu muốn thay đổi dĩa xe trong cuộc đua, tay lái phải dừng lại, tháo bánh xe ra để thay đổi chiếc dĩa mong muốn và lắp lại. Điều này cực kỳ mất thời gian. Hệ thống này giúp những tay lái tiết kiệm được rất nhiều thời gian khi muốn thay đổi tốc độ của chiếc xe. Khoảng giữa thế kỷ 20, nhiều thiết bị khác trên xe đạp thể thao chất lượng cao được tiếp tục chế tạo và hoàn thiện như hệ thống phanh tay, vòng đạp nhẹ hơn, hệ thống đèn chiếu sáng chạy bằng dinamo gắn trên bánh xe, lốp xe cũng được thiết kế hẹp hơn giúp giảm ma sát cho phép xe di chuyển trơn tru và nhẹ nhàng hơn. Những chiếc xe đạp này trở nên rất phổ biến tại châu Âu đặc biệt là tại Anh vào những năm 1950 và luôn được cải tiến trong suốt những thập niên còn lại của thế kỷ 20. Xe đạp dần trở thành là một sở thích phổ biến của nhiều người. Kể từ đầu thế kỷ 21, xe đạp học sinh bắt đầu được cải tiến mạnh mẽ với sự phát triển của công nghệ. Trong thiết kế, khung xe được chế tạo bằng các vật liệu không giống nhau để giảm trọng lượng nhưng vẫn bảo đảm độ bền cũng như các yêu cầu về khí động họ. Sự cân bằng của xe đạp được tính toán và mô phỏng bởi các phần mềm máy vi tính cho phép chế tạo các chiếc xe đạp an toàn với người điều khiển hơn. Những công nghệ mới được sử dụng như chế tạo các chi tiết bằng sợi cacbon hay hệ thống tự chuyển đổi líp bằng điện tử khiến chiếc xe đạp ngày một hiện đại hơn. Cho đến thời điểm hiện tại, xe đạp vẫn luôn được cải tiến song songhời với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật để đáp ứng những yêu cầu ngày càng khắt khe hơn của người tiêu dùng.
