同样在二十世纪五十年代，也是为了航空、航天、军事领域寻求一种高模量、高强度、高耐热材料，人们在爱迪生发明的纤维素纤维的基础上，研制出了碳纤维。当时正值二战结束，冷战开始，美苏两大超级大国开始“军备竞赛”，虽然这段时间是人类历史上较为灰暗的时期，但直接推动了基础材料的快速发展，在随后的几十年内，美国、日本在碳纤维领域开始长跑。我们现在提到碳纤维就会提到的东丽，成立于1926年，在1969年开始就生产出了高性能聚丙烯腈基碳纤维，直到现在都领先市场。

但碳纤维在当年属于妥妥的“高精尖”产品，受产量限制，大多数用于军工航天，在一般行业和民用市场应用较少，这种情况一直持续到了二十世纪八、九十年代。按照能考证到的历史，1986年法国品牌LOOK推出了第一台碳纤维自行车LOOK KG86（环法特别版），为自行车的碳纤维化拉开了序幕，那时距离苏联解体还有五年，我国第二汽车制造厂才刚刚在湖北十堰建成投产。

虽然碳纤维车架在80年代就已经出现在环法赛场，但直到90年代初期，大部分职业车手还是选用了铝合金车架配合碳纤维前叉的组合形式。

随着碳纤维车架制作工艺的不断完善，尽管铝合金车架涌现出譬如CAAD系列等优秀产品，但在职业赛场尤其是在环法这种顶级赛事上，铝合金车架被性能更优的碳纤维材料替代只是时间问题。

碳纤维在自行车领域，同样长时间被欧美垄断，在工艺、形制上也经历过不同的发展阶段，早期人们将碳纤维管拼接做成车架，这种套管结构碳纤维可以在一体成型技术尚不完善时提供一种相对方便的解决方案，但面对竞技赛事，一体成型工艺的发展，才真正赋予碳纤维材料车架真正的生命。在技术不断完善的时期，我们也能看到诸如“碳包铝”、后叉为碳纤维而前三角为铝合金材质的“半碳车架”等过渡产品，但最终因为重量、耐久性等问题，被全碳纤维材料取代。

随着对材料等深入理解，人们发现通过对不同模量不同规格的碳布进行排列组合、优化环氧树脂配方，车架设计师可以在性能、重量、强度、成本等方面找到不同的设计方案，而随着模具制造、加工技术的发展，碳纤维车架也可以满足更多样的外部形态，相比于传统金属材质，可以降低重量、优化风阻、满足强度等更多样性、更细微的要求。