În 1926, Antonio Cavalieri Ducati şi cei trei fii ai săi, Adriano, Marcello şi Bruno, au fondat Societa Scientifica Radio Brevetti Ducati în Bologna pentru a produce tuburi vidate, condensatoare şi componente de radio; aveau angajaţi doi muncitori şi un secretar. Primul produs, un condensator electric numit Manens, nu era mai mare decât moneda de 1 euro şi totuşi, reprezenta o tehnologie atât de sofisticată, încât, în câţiva ani, producţia a fost transferată la vila deţinută de familia Ducati.

De atunci, mai multe descoperiri şi recunoaşteri au dus la creşterea rapidă a companiei, iar în iunie 1935 a fost pusă prima cărămidă a fabricii din Borgo Panigale. De la doi angajaţi ai laboratorului, echipa a ajuns la aproape 1.200 în 1936, iar creşterea a continuat, fiind una dintre cele mai avansate tehnologic companii din Italia anilor 1930. La scurt timp, însă, Italia intra în cel de-al doilea război mondial, conflictul şi războiul de rezistenţă au devastat Ducati, asemeni altor companii, iar fabrica a fost complet distrusă până în 1944. Cu toate acestea, Ducati s-a refăcut la fel de rapid, iar în 1946 scria primul capitol din istoria sa cu două roţi. Totul a început cu un scuter în 4 timpi – Cucciolo –, care devenise foarte popular în Italia.

Între timp, la o mică firmă din Torino, Aldo Farinelli (Societa Italiana per Applicazioni Tecniche Auto-Aviatorie - SIATA) a început să dezvolte un mic motor pentru biciclete. După aproximativ o lună de la eliberarea oficială a Italiei, în 1944, SIATA şi-a anunţat intenţia de pune la vânzare acest motor, numit Cucciolo (trad. „căţel” – referire la sunetul acestuia).  La început, primele Cucciolo erau disponibile individual, pentru montarea pe biciclete standard de către cumpărător; oamenii de afaceri cumpărau aceste motoare în cantităţi mari şi ofereau spre vânzare biciclete complet motorizate. În 1950, după ce peste 200.000 de Cucciolo au fost vândute, firma Ducati a pus pe piaţă, în final, propria motocicletă.

Câţiva ani mai târziu, odată cu apariţia acestui nou produs şi încheierea perioadei de management al fraţilor Ducati (1948), compania a început să-şi consolideze noua apetenţă – pentru motociclete. Prima motocicletă Ducati avea o capacitate cilindrică de 48 cc, cântărea 44 kg, atingea viteza maximă de 64 km/h şi avea un carburator de 15 mm, cu un consum de 1,2 l/100 km. Ulterior, Ducati a renunţat la numele de Cucciolo în favoarea 55M şi 65TL. Când piaţa de motociclete s-a orientat către modelele mai mari, Ducati a decis să urmeze trendul şi a făcut impresie la spectacolul din 1952 de la Milano, lansând motocicleta 65TS şi Cruiser, cu motor în patru timpi.

În 1953, managementul a împărţit compania în două entităţi: Ducati Meccanica şi Ducati Elettronica, pentru a diferenţia divizia de motociclete şi cea a produselor electronice de linie. Giuseppe Montano preluase controlul la Ducati Meccanica, iar fabrica din Borgo Panigale a fost modernizată cu ajutorul fondurilor guvernamentale. Până în 1954, Ducati Meccanica producea 120 de motociclete pe zi. În 1960, Ducati şi-a câştigat locul în istorie prin fabricarea celei mai rapide motociclete de 250 cc disponibile la acel moment, sub numele de Mach1; zece ani mai târziu, începea producţia de motociclete V-twin cu cilindri mari, iar în 1973 a dezvoltat modelul V-twin.

Marca a fost apoi subiectul unui şir de tranzacţii: în 1985, era cumpărată de Cagiva; în 1996, Texas Pacific Group a preluat 51% din acţiunile companiei, pentru 325 de milioane de dolari, iar doi ani mai târziu achiziţiona restul de acţiuni. În 1999, TPG a iniţiat transformarea companiei într-una publică, schimbându-i numele în Ducati Motor Holding SpA şi a vândut peste 65% dintre acţiuni, rămânând acţionar majoritar. În 2005, Ducati s-a întors în ţara-mamă, prin preluarea de către Investindustrial Holdings, fondul de investiţii al lui Carlo şi Andrea Bonomi.

În aprilie 2012, filiala Volkswagen a companiei Audi şi-a anunţat intenţia de a cumpăra Ducati pentru 860 de milioane de euro. Preşedintele Volkswagen, Ferdinand Piëch, un pasionat de motociclete, râvnea de mult timp la Ducati şi a regretat faptul că pierduse această şansă în 1984. Analiştii s-au arătat neîncrezători că un mic producător de motociclete va avea un efect semnificativ într-o companie de mărimea lui Volkswagen, spunând că această decizie de cumpărare „nu are logica industrială sau financiară”. Cu toate acestea, pe 19 iulie 2012, Audi AG Automobili Lamborghini SpA a cumpărat 100% din acţiunile Ducati pentru 747 de milioane de euro.