Das Unternehmen wurde 1926 von Adriano und Marcello Ducati in Bologna gegründet. Die Società Scientifica Radiobrevetti Ducati produzierte zunächst Bauteile für Radios. Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs kam im Jahr 1946 die Fertigung des Fahrradhilfsmotors Cucciolo hinzu.

Der Name Ducati ist untrennbar mit dem Begriff Desmodromik verknüpft, einem zwangsgesteuertem Ventiltrieb, der derzeit von keinem anderen Hersteller eingesetzt wird. Entwickelt wurde die Desmodromik seit Mitte der 50er Jahre für den Einsatz in Rennmaschinen, die Ducati Mark 3 D war 1969 erste Serienmotorrad der Welt mit dieser Technik

Nachdem Ducati bereits 1958 und 1959 an der Motorrad-Weltmeisterschaft in der 125-cm³-Klasse teilgenommen und 1958 mit Alberto Gandossi sogar den Vizeweltmeister gestellt hatte, stieg man zur Saison 2003 werksseitig in die MotoGP-Klasse der Motorrad-WM ein. Bereits im ersten Jahr gelang Loris Capirossi in Katalonien der Debüt-Sieg. Nach kontinuierlicher Steigerung in den folgenden Jahren gelang dem Australier Casey Stoner 2007 der erste Fahrer-WM-Titel.