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Créés dans les années 1930 en France, les vélos couchés ou recumbent en anglais réapparaissent dans les années 70 aux États-Unis suite aux crises pétrolières. Les recherches effectuées à cette période par les universités américaines montrent que les vélos couchés munis d'un carénage aérodynamique permettent d'atteindre des vitesses comparables aux automobiles (130,6 km/h sur le plat en 2002) et supérieures aux bicyclettes traditionnelles. A cause d'un règlement technique très rigide qui interdit les modifications radicales apportées au vélo, l'instance régissant le cyclisme traditionnel (l'UCI) n'a pu valider les nouveaux records effectués. Une association - l'IHPVA pour International Human Powered Vehicule Association (Association Internationale des Véhicules à Propulsion Humaine) - fût alors créée en 1976 pour répondre à ce besoin. Le terme de Véhicule à Propulsion Humaine fut employé pour permettre à toutes les formes de vélo de s'exprimer. Ainsi, les VPH regroupent aussi bien les vélos couchés, les tricycles, les vélos rameur, les tandems etc.
À partir des années 1980 aux Pays-Bas et au Danemark, les VPH apparaissent en Europe sous la forme du vélo couché et du vélomobile comme moyen d'alternative écologique à la voiture.
En France, il faut attendre 1991 et la création de l'association France-HPV, affiliée à l'IHPVA, dont les manifestations commencent tout juste à sortir de la confidentialité (organisation des championnats du monde en 2006 en Haute-Loire).
Les avantages principaux de cette configuration viennent d'une part de la meilleure pénétration dans l'air, la surface frontale étant réduite de plus de la moitié par rapport à un vélo classique, et d'autre part de la position moins contraignante pour le squelette et pour le cœur. Comme l'énergie à dépenser pour vaincre la résistance de l'air croît proportionnellement avec la surface frontale, l'économie réalisée est loin d'être négligeable. L'Union cycliste internationale l'a interdit dans les compétitions depuis 1936 et pour les records, notamment de l'heure, depuis 1996.
Le vélo couché ne permet pas des accélérations brutales et est désavantagé sur les pentes les plus raides. Cependant, son avantage est flagrant sur des parcours longs, même si le relief est vallonné : dans les descentes, le cycliste allongé se repose mieux que sur le vélo normal tout en allant plus vite (des vitesses de 70 à 90 km/h en descente peuvent assez facilement être atteintes avec un vélo couché), dans les côtes, le cycliste couché ne peut se mettre en danseuse mais profite de l'appui de son dos sur le dossier de son siège pour gagner un peu de puissance et ne pas trop se laisser distancer.
Démarrer avec un vélo couché n'est pas aussi compliqué qu'il y paraît : en appui sur les deux pieds (un de chaque côté de la machine), bien assis dans le siège, on place un pied sur une pédale en reportant son poids sur celui qui est resté au sol, le temps de donner la première impulsion sur le pédalier. Une fois lancé, on peut tout de suite relever le second pied et commencer à pédaler normalement. Il y a d'autres avantages mais aussi des désavantages. Au chapitre des avantages, on peut noter la récupération physique plus rapide, l'excellente visibilité naturelle vers l'avant sur 180° sans contrainte dans le cou, au chapitre des désavantages il faut noter une mauvaise visibilité vers l'arrière qui impose l'utilisation d'un rétroviseur, le manque de ventilation dans le dos. Mais du point de vue de l'utilisateur, globalement les avantages et la sensation de vitesse font largement oublier les inconvénients.
Comme le vélo couché est sensiblement plus long (de par son empattement) qu'un vélo classique, on utilise moins le guidon que l'inclinaison du vélo pour engager un virage, contrairement au vélo classique. Ceci est d'autant plus vrai que la vitesse augmente.
Son aptitude à rester stable avec un important chargement le fait aussi souvent utiliser comme vélo de randonnée (parfois avec le secours d'une remorque pour augmenter la charge utile transportée).
Le vélo couché est encore souvent fabriqué en petites séries, voire artisanalement, ce qui porte son prix moyen au-dessus de celui des vélos classiques de même gamme.
