Bien que les premières versions de vélos fatigués aient probablement été construites sur une base limitée aussi longtemps il y a au début des années 1900, les premières versions modernes n’ont été développées que dans les années 1980. Un exemple précoce est le vélo de style longtail à trois roues en ligne personnalisé avec de gros pneus, conçu par le cycliste français Jean Naud en 1980 pour les voyages dans le désert. Il l’a conduit de Zinder au Niger à Tamanrasset en Algérie, puis a roulé sur un vélo similaire en 1986 à travers le Sahara en utilisant des prototypes de gros pneus de Michelin.

À la fin des années 1980, les constructeurs de cadres de l’Alaska ont commencé à expérimenter la custom. composants et configurations conçus pour obtenir une grande surface de contact du pneu sur la neige. Steve Baker, avec Icycle Bicycles à Anchorage, soudait ensemble deux jantes et même trois jantes et a construit plusieurs cadres et fourches spéciaux pouvant accueillir deux ou trois pneus ensemble. En 1989, Dan Bull, Mark Frise, Roger Cowles et Les Matz, ont parcouru les 1 000 milles (1 600 km) de la piste Iditarod.

Simultanément, au Nouveau-Mexique, Ray Molina avait commandé Remolino 3.1 en (79 mm), pneus de 3,5 pouces (89 mm) et cadres adaptés. Il voulait les vélos pour son entreprise de visites guidées dans le sable mou des arroyos et des dunes du Mexique et du sud-ouest. Mark Gronewald, propriétaire de Wildfire Designs Bicycles à Palmer, en Alaska, a rencontré Molina à la convention Interbike de 1999 à Las Vegas et a monté l’un des prototypes de Molina lors des journées de démonstration. À la fin de 1999, Gronewald et un autre constructeur de cadres d’Alaska, John Evingson, ont collaboré à concevoir et construire plusieurs vélos en utilisant les jantes et les pneus Molina. Gronewald et Evingson ont ensuite commencé à produire leurs propres lignes séparées de vélos fatigués en 2000. Les jantes et les pneus ont été importés en Alaska où Wildfire et Evingson ont commencé à fabriquer de petites séries de production artisanales et des cadres sur mesure construits autour de Remolino 80 mm (3,1 po) jantes et pneus de 3,5 pouces (89 mm). Gronewald a inventé la marque « Fat Bike » en 2001 et l’a utilisé comme nom de modèle pour ses vélos. Gronewald a d’abord travaillé avec Palmer Machinery pour le soudage et a ensuite sous-traité la construction de charpentes à Mike DeSalvo à DeSalvo Cyles d’Ashland, Oregon. Gronewald a continué à vendre ses fatbikes d’origine jusqu’en 2011. La conception de Gronewald comprenait une roue et un cadre décalés de 18 mm (0,71 in) conçus pour permettre un engrenage à gamme complète, car il utilisait des moyeux et des supports de pédalier standard disponibles à l’époque.

Les vélos Wildfire et Evingson ont été utilisés dans les courses Iditarod Trail à partir de 2000. Cette année-là également, Mike Curiak du Colorado a établi un record sur l’Iditarod Trail dans la course IditaSport Extreme à Nome sur un vélo Marin modifié avec des jantes Remolino et Surly Bikes a lancé le cadre Pugsley en 2005 et a commencé à produire des jantes Large Marge de 65 mm (2,6 pouces) et des pneus Endomorph de 3,8 pouces (97 mm) en 2006. Les offres de cadres, jantes et pneus Pugsley ont rendu les fatbikes disponibles dans le commerce en magasins de vélos locaux dans le monde entier. Les vélos Pugsley présentaient également la roue et le châssis décalés.

Les autres premières versions du fatbike étaient des vélos de montagne normaux équipés de jantes SnowCat, créés par Simon Rakower de All-Weather Sports à Fairbanks , Alaska en th e début des années 90; ou avec plusieurs pneus assis sur deux ou trois jantes standard qui avaient été soudées ou épinglées ensemble. Rakower a été impliqué dans les aspects de support technique de la course Iditabike (plus tard IditaSport), qui a débuté en 1987. Depuis 2002, la course a continué sur le même sentier sous le nom d’Iditarod Trail Invitational (ITI). Rakower a commencé à fabriquer à la main des jantes extra larges pour les participants en soudant deux jantes ensemble et en coupant la crête médiane connue sous le nom de jantes snowcat 44 mm (1,7 po). S. Rakower a produit ces jantes de 1991 à 1999. De nombreux cyclistes sur l’Iditarod Trail ont utilisé un pneu Geax avec la jante Snow Cat. Les amateurs coupaient et cousaient des carcasses de pneus ensemble pour maximiser la taille du pneu et utiliseraient tout l’espace disponible entre les haubans et les haubans; cette combinaison de pneu et de jante maximiserait l’empreinte de pas du vélo, augmentant la flottabilité sur les sentiers d’hiver. Peu de temps après, Rakower a décidé de concevoir une jante de 44 mm (1,7 po) à partir de zéro et de la faire produire. SnowCats a révolutionné le cyclisme d’hiver, comme ils pourraient l’être adapté à presque tous les VTT disponibles dans le commerce.

Mike Curiak du Colorado a établi un record sur l’Iditarod Trail lors de la course de 2000 à Nome.