Tour de France được tổ chức lần đầu tiên vào năm 1903 là cuộc đua nhiều chặng thực sự đầu tiên trong lịch sử của bộ môn thể thao xe đạp. Một số cuộc đua xe đạp thí dụ như Bordeaux-Paris (lần đầu tiên vào năm 1891, 577 km) đã có đoạn đường đua dài. Điểm mới của Tour de France là sáng kiến của nhà báo người Pháp Geo Lefèvre tổ chức nhiều cuộc đua xe đạp trực tiếp liên tục với nhau xuyên qua nước Pháp và cộng các thời gian lại. Lefèvre đã đưa ra đề nghị này trong một buổi ăn trưa với Desgrange trong quán Café de Madrid tại Paris vào ngày 20 tháng 11 năm 1902. Tên của chương trình "Tour de France" là dựa vào tinh thần ái quốc lúc bấy giờ. Ngày 19 tháng 1 năm 1903, nhật báo L'Auto công bố thành lập "giải đua xe đạp lớn nhất chưa bao giờ được tổ chức trước đó"[1].

Ngày 1 tháng 7 năm 1903 Tour de France 1903 bắt đầu tại Montgeron ở ngoại ô thành phố Paris. Với 60 vận động viên tham dự, cuộc đua bao gồm 6 chặng với chiều dài tổng cộng là 2.428 km từ Paris qua các thành phố (đồng thời là đích đến của từng chặng) Lyon, Marseille, Toulouse, Bordeaux và Nantes rồi quay về Paris. Giữa các chặng có nhiều ngày nghỉ. Người chiến thắng của cuộc đua đầu tiên là người Pháp có nhiều sự ủng hộ Maurice Garin với vận tốc trung bình trên 25 km/h. Tiền thưởng cho giải nhất là 3.000 Francs.

Các cuộc đua sau đó lúc đầu mang dấu ấn của một loạt các vụ bê bối mà lên đến đỉnh cao là việc loại trừ 4 người đứng đầu kết quả chung cuộc trong Tour de France 1904 nửa năm sau khi cuộc đua chấm dứt vì ngoài các việc khác đã sử dụng tàu hỏa không được phép. Mặc dầu vậy qua thập niên 1900 Tour de France đã có thể củng cố được vị trí của mình. Khoảng thời gian trước Chiến tranh thế giới thứ nhất sau này được gọi là "Thời kỳ anh hùng" của Tour de France vì trong thời gian đó thường đua các đoạn đường dài hơn 400 km trong một ngày mà nhìn lại từ góc độ của ngày nay là với các trang bị kỹ thuật khiêm nhường cho các xe đua cũng như với chất lượng của đường đua chỉ còn tìm thấy ngày nay trong một số đoạn đường ngắn lát đá của cuộc đua xe đạp cổ điển Paris-Roubaix. Các chặng đường đua trên núi cao, lần đầu tiên vào năm 1910 trên núi Pyrenees, phần nhiều là trên các đoạn đường dùng để lùa bò lên núi, đã thêm vào huyền thoại đang ngày càng lớn lên của cuộc đua một chiều hướng nữa: "Tour đau khổ". Tiếp theo một năm sau đó là núi Alpes.

Tổng số các chặng đua được liên tiếp nâng lên thành 11 (1905), 15 (1910), 18 (1925) và cuối cùng là đến 24 chặng (1931). Tổng cộng chiều dài tăng lên cho đến 5.500 km. Các ngày nghỉ mà từ năm 1906 thường xuyên có sau mỗi chặng đua dần dần được hủy bỏ. Bắt đầu từ thập niên 1950 Tour de France được thi đấu gần như trong hình thức của ngày nay.

Tốc độ trung bình của cuộc đua tăng liên tục theo thời gian. Cuộc đua đầu tiên, vận động viên người Pháp Maurice Garin đạt được vận tốc trung bình 25,679 km. Tới năm 1943, Antonin Magne vô địch với vận tốc trung bình 31,233 km, lần đầu vượt qua con số 30 km/giờ. Đến năm 1999, tay đua huyền thoại người Mỹ Lance Armstrong đạt tới 40,276 km/giờ. Năm 2004, vẫn Lance Armstrong đạt tới vận tốc 40,956 km/giờ, con số kỷ lục cho tới hiện nay. Tour de France gần đây nhất, năm 2007, tay đua ngườiTaay Ban Nha Alberto Contador của đội Discovery Channel vô địch với vận tốc trung bình 39,226 km/giờ.[2]

Tour de France bị phủ bóng tối hai lần vì một cua rơ tử vong. Ngày 13 tháng 7 năm 1967 ngay trước đỉnh của Mont Ventoux cua rơ chuyên nghiệp người Anh Tom Simpson đã ngã quỵ tử vong ngay tại chỗ. Nguyên nhân là việc dùng amphetamine làm chất kích thích cộng với rượu để giảm đau.[3] Năm 1955 tay đua chuyên nghiệp trẻ tuổi người Ý Fabio Casartelli đã qua đời vì các thương tích do té ngã lúc xuống dốc Col du Portet d’Aspet (Pyrenees).[4]