Hoewel vroege versies van dik vermoeide fietsen waarschijnlijk op een beperkte basis werden gebouwd zolang Vroeger, begin 1900, werden de eerste moderne versies pas in de jaren tachtig ontwikkeld. Een vroeg voorbeeld is de op maat gemaakte driewielige inline longtail-stijl fiets met dikke banden, ontworpen door de Franse wielrenner Jean Naud in 1980 voor reizen door de woestijn. Hij reed ermee van Zinder in Niger naar Tamanrasset in Algerije, en reed later in 1986 met een soortgelijke fiets door de Sahara met prototypes van dikke banden van Michelin.

Eind jaren tachtig begonnen Alaska-framebouwers te experimenteren met custom componenten en configuraties ontworpen om een groot contactvlak van de band op sneeuw te bereiken. Steve Baker, met Icycle Bicycles in Anchorage, las twee velgen en zelfs drie velgen aan elkaar en bouwde verschillende speciale frames en vorken die plaats bieden aan twee of drie banden aan elkaar. In 1989 reden Dan Bull, Mark Frise, Roger Cowles en Les Matz over de 1600 kilometer lange Iditarod-route.

Tegelijkertijd had Ray Molina in New Mexico Remolino 3.1 in gebruik genomen in (79 mm) velgen, 3,5 in (89 mm) banden en frames die erop passen. Hij wilde de fietsen voor zijn rondleidingen door het zachte zand van de arroyos en duinen in het Mexicaanse en zuidwesten. Mark Gronewald, eigenaar van Wildfire Designs Bicycles in Palmer, Alaska ontmoette Molina op de Interbike-conventie in Las Vegas in 1999 en reed op demodagen met een van de prototypes van Molina. Eind 1999 werkten Gronewald en een andere framebouwer uit Alaska, John Evingson, samen aan ontwerp en bouw verschillende fietsen met de velgen en banden van Molina. Gronewald en Evingson begonnen in 2000 met de productie van hun eigen aparte lijnen van vetvermoeide fietsen. Velgen en banden werden geïmporteerd naar Alaska, waar Wildfire en Evingson begonnen met het maken van kleine, handgemaakte productieruns en op maat gemaakte frames gebouwd rond Remolino 80 mm (3,1 inch) velgen en 3,5 inch (89 mm) banden. Gronewald bedacht in 2001 het handelsmerk “Fat Bike” en gebruikte het als modelnaam voor zijn fietsen. Gronewald werkte aanvankelijk samen met Palmer Machinery voor het lassen en nam later de framebouw uitbesteed aan Mike DeSalvo van DeSalvo Cyles in Ashland, Oregon. Gronewald bleef zijn originele fatbikes verkopen tot 2011. Het ontwerp van Gronewald had een 18 mm (0,71 inch) offset wiel en frame gebouwd om een volledige versnelling mogelijk te maken, aangezien hij op dat moment standaard naven en trapassen gebruikte.

Wildfire- en Evingson-fietsen werden gebruikt in de Iditarod Trail-races vanaf 2000. Ook dat jaar vestigde Mike Curiak uit Colorado een record op de Iditarod Trail in de IditaSport Extreme-race naar Nome op een aangepaste Marin-fiets met Remolino-velgen en Surly Bikes bracht in 2005 het Pugsley-frame uit en begon in 2006 met de productie van Large Marge 65 mm (2,6 inch) velgen en Endomorph 3,8-inch (97 mm) banden. Het Pugsley frame, velg en bandenaanbod maakte fatbikes commercieel verkrijgbaar in lokale fietsenwinkels over de hele wereld. De Pugsley-fietsen hadden ook de offset-wiel- en frameconstructie.

Andere vroege versies van de fatbike waren normale mountainbikes met SnowCat-velgen, gemaakt door Simon Rakower van All-Weather Sports in Fairbanks , Alaska in th e begin jaren negentig; of met meerdere banden op twee of drie standaardvelgen die aan elkaar waren gelast of vastgemaakt. Rakower was betrokken bij de technische ondersteuningsaspecten van de Iditabike (later IditaSport) race, die begon in 1987. Sinds 2002 ging de race verder op hetzelfde parcours onder de naam Iditarod Trail Invitational (ITI). Rakower begon met het maken van extra brede velgen voor deelnemers door twee velgen aan elkaar te lassen en de middelste rand af te snijden die bekend staat als de snowcat-velgen van 44 mm (1,7 inch). S. Rakower produceerde die velgen van 1991 tot 1999. Veel rijders op de Iditarod Trail gebruikten een Geax-band met de sneeuwkatvelg. Liefhebbers sneden en naaiden de karkassen van de banden aan elkaar om de maat van de band te maximaliseren en alle beschikbare ruimte tussen de achtervorken en liggende achtervorken te benutten; deze band en velgcombinatie zou de voetafdruk van de fiets maximaliseren, waardoor het drijfvermogen op winterpaden toeneemt. Kort daarna besloot Rakower om een 44 mm (1,7 inch) velg helemaal opnieuw te ontwerpen en te laten produceren. SnowCats zorgde voor een revolutie in het winterfietsen gemonteerd op bijna elke in de handel verkrijgbare mountainbike.

Mike Curiak uit Colorado vestigde een record op de Iditarod Trail in de race van 2000 naar Nome.