תחרויות הרכיבה על אופניים נערכו כבר באולימפיאדה הראשונה, באתונה 1896. נשים החלו לרכוב באולימפיאדה רק במשחקי לוס-אנג'לס 1984.
בתחילה משכו תחרויות הרכיבה על אופניים תשומת לב מעטה מאחר שנעדרו מהן טובי הרוכבים בעולם. במשחקים האולימפיים באטלנטה 1996 החלו לראשונה משתתפים בתחרויות מיטב הרוכבים המקצוענים. חידוש נוסף שהחל במשחקי אטלנטה היה צירופו של מירוץ מסוג חדש: מירוץ אופני הרים הכולל רכיבה בכבישים, בשדות, באדמה ובשבילי חצץ. שני המירוצים האולימפיים המסורתיים נערכים במסלול וולודרום (ממונטריאול 1976 באולמות סגורים) ובכביש.
התחרויות הבולטות לגברים ולנשים הן: במסלול וולודרום נערכות תחרויות ל-1,000 מ' - ספרינט, ל-1,000 מ' - נגד השעון ול-4,000 מ' - רדיפה אישי, קבוצתי ומירוץ נקודות. המירוץ ל-4,000 מ' רדיפה קבוצתי מיועד לגברים בלבד.
בתחרויות כביש נערך מירוץ נגד השעון וכן מירוץ למרחק של 200 ק"מ בקירוב לגברים ולמרחק של מעל ל-120 ק"מ לנשים (המרחקים משתנים מאולימפיאדה לאולימפיאדה).
אורך המסלול במירוץ אופני ההרים הוא 50-40 ק"מ לגברים ו-40-30 ק"מ לנשים.
ישנם רוכבים מקצוענים בולטים אחדים שהחלו את דרכם באולימפיאדות אך נחלו כישלונות ואכזבות. ז'אק אנקטיל, חמש פעמים אלוף הטור דה פראנס ואחד מגדולי הרוכבים בכל הזמנים, השתתף עם הנבחרת הצרפתית במשחקים האולימפיים בהלסינקי 1952, אך נבחרתו סיימה במקום השלישי במירוץ הקבוצתי נגד השעון. אדי מרקס מבלגיה, גם כן אלוף הטור דה פראנס חמש פעמים, נחל כישלון גדול אפילו יותר: במשחקי טוקיו 1964, בהיותו בן 19, סיים מרקס במקום השנים-עשר במירוץ הכביש.
בהיסטוריה האולימפית בולטות בענף הרכיבה על אופניים איטליה וצרפת. מדינות בולטות נוספות הן: הולנד, גרמניה, בלגיה, אוסטרליה, דנמרק וברית המועצות. הפופולריות של ענף זה במערב אירופה ניכר בהישגיהן של המדינות המערביות.
כאמור, החל באטלנטה 1996 החלו משתתפים בתחרויות הרכיבה על אופניים טובי הרוכבים בעולם. באטלנטה זכה במירוץ אופני הכביש מיגל אינדוארין מספרד, אלוף הטור דה פראנס חמש פעמים. השתתפותם של הרוכבים המקצוענים באולימפיאדה מעלה את רמת התחרויות ואת העניין בהן. גם בסידני 2000 עתידים ליטול חלק בתחרויות מיטב הרוכבים המקצוענים.
