1946 begann Ducati mit der Produktion seines ersten Produkts mit Motorradbezug: Der Cucciolo war ein Fahrrad mit einem Hilfsmotor und einem Hubraum von 48 Kubikzentimetern. 1949 rollte das erste komplette Ducati Motorrad vom Montageband. Dessen Motor war eine Weiterentwicklung des Cucciolo. Seit den 1970er Jahren sorgten die V2-Twins mit Königswellenantrieb für Furore. Die Ducati 851 bildete 1987 den Grundstein für die Modellreihen der Superbikes mit flüssigkeitsgekühlten Motoren. Die Ducati 916 setzte 1994 neue Maßstäbe im Motorraddesign. Heute trifft Ducati mit seiner breiten Modellpalette von der Offroad-Spezialistin DesertX bis zum kompromisslosen Sportmotorrad Panigale V4 den Geschmack vieler Motorradenthusiasten aus aller Welt. 2022 lieferte der italienische Hersteller aus dem Stadtteil Borgo Panigale bei Bologna weltweit 61.562 Motorräder aus.
Am 4. Juli 1926 gründeten die Brüder Adriano, Bruno und Marcello Ducati die Società Scientifica Radiobrevetti Ducati. Die ersten Produkte waren Kondensatoren für Funkgeräte und Radios. 1954 wurde das Unternehmen in die Ducati Elettronica S.p.A. und den Motorradhersteller Ducati Meccanica S.p.A. aufgeteilt. Mit dem italienischen Motorradkonstrukteur Fabio Taglioni begann 1954 die Ära der für Ducati typischen Desmodromik, der zwangsweisen Ventilsteuerung, die auf Ventilfedern verzichtet und hohe Drehzahlen ermöglicht.
Zu Beginn der 1980er Jahre produzierte Ducati unter Kontrolle der IRI – EFIM – Finmeccanica jährlich nur noch rund 3.000 Motorräder. Am 1. Juni 1983 verkündete IRI – EFIM – Finmeccanica ein Joint Venture mit Cagiva. Zwei Jahre später übernahm Cagiva das Unternehmen vollständig. Die Marke sicherte damals zu, den Markennamen Ducati mit einer eigenen Modellreihe zu erhalten. 1996 hatte Ducati ernste Schwierigkeiten – die Produktion fiel von 20.989 Motorrädern im Jahr 1995 auf 12.509. Nach Umsatzeinbrüchen 1996 gründeten die US-amerikanische Texas Pacific Group (TPG) und Cagiva das Joint Venture Ducati Motor. 1998 kaufte TPG die restlichen 49 Prozent an Ducati von Cagiva.
2006 war ein Jahr der Jubiläen: 80 Jahre Ducati, 60 Jahre Motorradproduktion und 50 Jahre Desmodromik. Im gleichen Jahr verkaufte die TPG ihren 30-prozentigen Anteil an Ducati an die Investindustrial Holding. Im April 2012 gaben Audi und der bisherige Eigentümer Investindustrial bekannt, dass Audi 100 Prozent der Anteile an der Ducati Motor Holding übernimmt. Nach der Freigabe durch die Kartellbehörden wurde Ducati in den Audi Konzern und damit in die Volkswagen Group integriert. Seitdem verzeichnet Ducati kontinuierlich steigende Absatzzahlen.
Technisch widmete sich Ducati seit Anfang der 1960er Jahre dem 90°-V-Motor mit in Fahrtrichtung liegenden und stehenden Zylindern, wie es später für Ducati Motoren typisch wurde. Mit der Ducati 750 GT begann 1971 die Ära des luftgekühlten „L-Twin“, mit dem die Ingenieure geringere Vibrationen und eine bessere Kühlung erreichten.
1987 legte die Marke mit der Ducati 851 den Grundstein für die Modellreihen der Superbikes mit flüssigkeitsgekühlten Motoren und vier Ventilen pro Zylinder.
Die Ducati 916 begeisterte 1994 mit ihrem an den Rennsport angelehnten Design. Ab 1993 avancierte die luftgekühlte Ducati Monster zu einem Erfolgsmodell, dessen steigende Stückzahlen die Marke wieder in den Kreis der umsatzstarken europäischen Motorradhersteller aufrücken ließ.
1988 nimmt Ducati mit der Ducati 851 in der Premierensaison an der Superbike-Weltmeisterschaft teil. Im Laufe der Jahre hat Ducati 15 Fahrer- und 18 Herstellertitel gewonnen, fast 400 Siege und 1.000 Podiumsplätze eingefahren und sich damit als das erfolgreichste Team in dieser Rennserie etabliert.
2002 entschloss sich Ducati, mit der Entwicklung eines MotoGP-Bikes zu beginnen und stellte den Prototyp der Desmosedici vor. 2007 gewann Ducati mit Casey Stoner erstmals den Fahrertitel in der MotoGP. 2022 wiederholte Francesco Bagnaia dieses Kunststück mit dem Gewinn des Titels auf der Desmosedici GP22.
Das 1998 eröffnete Ducati Museum in Bologna erzählt die Geschichte der Marke anhand der Serienmotorräder, des großen Rennsporterbes der Marke und der Historie des Unternehmens. Das Museum beherbergt mehr als 44 legendäre Motorräder, 26 Rennmaschinen und 18 Straßenmotorräder.