Jedno z prvních velkých vítězství na rámu Colnago bylo v roce 1957, kdy Gastone Nencini vyhrál cyklistický závod Giro d’Italia v roce 1957 na kole Colnago. V roce 1960 dosáhla značka Colnago dalšího uznání, když si Luigi Arienti dojel pro zlatou medaili na olympijských hrách v Římě na kole Colnago. Koncem 60. let bylo Colnago všeobecně považováno za jednoho z výrobců nejlepších ocelových rámů pro silniční závody na světě.
Když byl Ernesto hlavním mechanikem týmu Molteni, závodili na kolech Colnago jezdci jako Gianni Motta. Vítězství Michele Dancelliho na kole Colnago v závodě Milán-San Remo v roce 1970 pro tým Molteni inspirovalo Colnago ke změně loga na dnes známé „Asso di Fiori“ neboli eso holí. Po zániku týmu Faema se Eddie Merckx připojil k týmu Molteni a následovala vzájemná inovace – jak ji popisuje Colnago: „Merckx byl začínající šampion a já jsem byl začínající konstruktér kol. Takže pro mě bylo skutečnou ctí pracovat pro tak velkého šampiona, jako byl Merckx. Pomohlo nám to v růstu… když jsme vyráběli speciální vidlice a speciální kola.“ Patřil k nim i superlehký ocelový rám, který Merckx v roce 1972 použil k překonání světového rekordu v jízdě na jednu hodinu.
S rostoucím renomé díky svým závodním vítězstvím se Colnago vrhlo na trh sériových kol. Počátkem sedmdesátých let nastal v USA další cyklistický boom a Colnago „pumpovalo kola, jako by šlo o budoucnost lidstva“. Základem řady Colnago v sedmdesátých letech byl model Super, následovaný modelem Mexico, pojmenovaným na počest úspěšného hodinového pokusu. Následovaly další modely včetně Superissima a Esa Mexico. Ačkoli povrchová úprava těchto raných kol Colnago mohla být proměnlivá, byla to skvěle jezdící kola a získala si kultovní oblibu.
V roce 1979 Ernesto Colnago představil papeži Janu Pavlu II. vlastní, pozlacené ocelové kolo.
V reakci na kritiku, že jeho rámy nejsou dostatečně tuhé, další Colnago experimentoval se způsoby, jak změnit chování rámových komponent. V roce 1983 představil model Oval CX s horní trubkou oválného tvaru, která zvyšovala tuhost. Poté experimentoval s různými rámy s krimpovanou trubkou, které se staly sériovými modely jako jejich nejvyšší řada rámů, počínaje „Super Profil“ a „Master“. Později tuto řadu rozšířily modely „Master-Light“, Master Olympic a Master Più. Firma Colnago postavila rám z trubek Columbus, se kterým Giuseppe Saronni vyhrál v roce 1982 mistrovství světa v silničním závodě profesionálů, a poté byla krátce existující kolekce kol označena jménem Saronni. V roce 1983 Giuseppe Saronni vyhrál etapový závod Giro d’Italia na kole Colnago. Ocelové rámy vyhrávající závody udělaly firmě Colnago dobrou pověst: „Eddy Merckx a Giuseppe Saronni mezi sebou vyhráli 719 závodů v letech 1965 až 1988 a většinu těchto vítězství získali na ocelovém kole Colnago. Ernesto Colnago poprvé navrhl rám Master v roce 1982 jako náhradu za rám Mexico, který byl pojmenován podle úspěšného rekordu Eddyho Merckxe v hodinách v Mexico city. Během 17 let v profesionálním pelotonu si na kole Master dojel pro stovky vítězství a existuje jen málo kol, která mají takovou palmu vítězství.“:
Od 80. let sice Colnago pokračovalo ve výrobě špičkových ocelových kol, ale začalo vyrábět i rámy z jiných materiálů než z oceli, včetně titanu, hliníku, karbonu a rámů ze smíšených materiálů. Jeden unikátní rám z tohoto období, Bititan, má dvojitou titanovou spodní trubku. U modelu Tecnos – jednoho z nejlehčích vyráběných ocelových kol – byly použity lisované a nadrozměrné trubky. Podobně krimpované předimenzované hliníkové trubky byly použity na rámu Dream. V roce 1981 vyrobilo Colnago prototyp CX Pista – celokarbonové monokokové kolo s kotoučovými koly, které bylo představeno na cyklistické výstavě v Miláně. Následně Colnago spolupracovalo s Ferrari na vývoji nové technologie karbonových vláken a Ernesto také vděčí jejich inženýrům za výzvu týkající se konstrukce vidlice, která vedla k inovativní ocelové vidlici Colnago Precisa s rovnými lopatkami (1987). Colnago také experimentovalo s vícemateriálovými rámy, včetně modelů CT-1 a CT-2 s titanovými hlavními trubkami, karbonovými vidlicemi a zadními vzpěrami a podobně konstruovaného (i když krátce existujícího) rámu Master s ocelovými hlavními trubkami, karbonovými vidlicemi a vzpěrami.
Rané pokusy firmy Colnago s rámy z uhlíkových vláken nebyly komerčně úspěšné, ale získané zkušenosti se promítly do jejích vlajkových rámů, jako je C-40, nejžádanější kolo (1994), a jeho nástupce C-50 (2004) – respektive pojmenované ke 40. a 50. výročí založení firmy Colnago ve výrobě kol. Tyto rámy z uhlíkových vláken stanovily nová měřítka dokonalosti. Byly vyrobeny s použitím modifikované formy tradiční konstrukce rámu jízdního kola, která nahradila mikroinfuzní odlitky z oceli karbonovými úchyty a „trubky“ z uhlíkových vláken složitými ocelovými trubkami používanými u ocelových rámů. Podobné konstrukční postupy jsou použity i v nejnovější nabídce, modelu C59, pojmenovaném (stejně jako dříve) podle roku výroby. Ačkoli rozšíření karbonových rámů považujeme za samozřejmost, jejich úspěch nebyl předem daný:
„Když jsme postavili model C40, byli jsme jediní, kdo stavěl karbonové rámy, a všichni mechanici a technici závodů říkali, že by byly příliš nebezpečné pro použití na dlážděných silnicích, zejména s rovnými karbonovými vidlicemi. Existovala firma, která chtěla na kolo namontovat odpružené vidlice, ale já jsem nehodlal mít na C40 odpružené vidlice. Večer před Paříž- Roubaix mi volal pan Squinzi, šéf Mapei, a vznášel své obavy z použití tak delikátně vypadající věci. Řekl jsem mu, že jsme na rámu a vidlici provedli všechny testy, které jsme mohli, a že jsme si jisti, že nebude žádný problém. Musel jsem převzít osobní odpovědnost za to, co se stane, a strávil jsem kvůli tomu celou noc starostmi, sotva jsem mohl spát. Ale když jsem se dozvěděl, že v úniku jsou čtyři jezdci Mapei, věděl jsem, že si můžu oddechnout.“
C40 pak během šesti let vyhrál pět ročníků Paříž-Roubaix. Je překvapivé, že vítězství Tadeje Pogačara na Tour de France v roce 2020 bylo prvním případem, kdy vítěz celkové klasifikace jel na kole značky Colnago, protože Merckxovy vítězství byly na kolech s jinou značkou.
Rozhovor s Ernestem Colnagem, ve kterém popisuje různé ikonické Colnagy (natočený v továrním muzeu), je k dispozici na YouTube zde.