Az egyik első nagy győzelem Colnago vázzal 1957-ben történt, amikor Gastone Nencini egy Colnago kerékpárral megnyerte a Giro d’Italia kerékpárverseny 1957-es kiadását. 1960-ban a Colnago még nagyobb elismerést szerzett, amikor Luigi Arienti egy Colnago kerékpárral aranyérmet szerzett a római olimpián. Az 1960-as évek végére a Colnago-t általában a világ egyik legjobb acél országúti versenyvázainak gyártójaként tartották számon.
Amíg Ernesto a Molteni csapat vezető szerelője volt, olyan versenyzők versenyeztek Colnago kerékpárokon, mint Gianni Motta. Michele Dancelli 1970-es Milánó-San Remo versenyen aratott győzelme egy Colnago kerékpárral a Molteni csapat számára inspirálta Colnago-t, hogy megváltoztassa logóját a ma már híres “Asso di Fiori” vagy Ace of Clubs-ra. A Faema csapat megszűnése után Eddie Merckx csatlakozott a Molteni csapathoz, és ami ezután következett, az kölcsönös innováció volt – ahogy Colnago leírja: “Merckx egy feltörekvő bajnok volt, én pedig egy feltörekvő kerékpárépítő. Így igazi megtiszteltetés volt egy olyan nagy bajnoknak dolgozni, mint Merckx. Ez segített minket a fejlődésben… amikor különleges villákat és különleges kerékpárokat készítettünk”. Ezek közé tartozott az a szuperkönnyű acélváz, amellyel Merckx 1972-ben megdöntötte az egyórás világrekordot.
A versenygyőzelmeiknek köszönhetően egyre növekvő hírnévvel a Colnago belevetette magát a sorozatgyártású kerékpárok piacára. Az Egyesült Államokban a hetvenes évek elején újabb kerékpárboom következett, és a Colnago “úgy pumpálta a kerékpárokat, mintha az emberiség jövője lenne a tét”. A hetvenes években a Colnago termékcsalád fő támasza a Super volt, amelyet a sikeres órás kísérlet tiszteletére elnevezett Mexico követett. További modellek is megjelentek, köztük a Superissimo és az Esa Mexico. Bár ezeknek a korai Colnagóknak a kivitelezése változó lehetett, nagyszerű kerékpárok voltak, és kultikus rajongótábort alakítottak ki.
1979-ben Ernesto Colnago egy egyedi, aranyozott acél kerékpárt ajándékozott II. János Pál pápának.
Válaszul a kritikára, miszerint a vázai nem elég merevek, a következő Colnago kísérletezett a vázelemek viselkedésének megváltoztatásával. 1983-ban bevezette az Oval CX-et, amelynek ovális alakú felsőcsöve merevséget adott. Ezután különböző krimpelt csövű vázakkal kísérletezett, amelyek a “Super Profil” és a “Master” modellekkel kezdődően szériamodellekké váltak, mint a kínálatuk csúcskeretei. Később a “Master-Light”, a Master Olympic és a Master Più bővítette a választékot. A Colnago épített egy vázat Columbus csövekből, amellyel Giuseppe Saronni 1982-ben megnyerte a profi országúti világbajnokságot, és ezt követően egy rövid életű kerékpárkollekciót a Saronni névvel fémjeleztek. 1983-ban Giuseppe Saronni egy Colnago kerékpárral nyerte meg a Giro d’Italia szakaszversenyt. A Colnago hírnevét a versenyeken győztes acélvázak alapozták meg: “Eddy Merckx és Giuseppe Saronni 1965 és 1988 között 719 versenyt nyert, és a győzelmek nagy részét acél Colnago kerékpárral aratták. Ernesto Colnago először 1982-ben tervezte meg a Master vázat a Mexico helyett, amely Eddy Merckx sikeres mexikóvárosi órás rekordjáról kapta a nevét. A profi pelotonban eltöltött 17 év alatt a Masterrel több száz győzelmet arattak, és kevés olyan kerékpár van, amely ilyen palmarésszel rendelkezik.”:
Az 1980-as évektől kezdve, miközben a Colnago továbbra is gyártott high-end acél kerékpárokat, elkezdtek az acéltól eltérő anyagú kerékpárvázakat gyártani, beleértve a titán, alumínium, karbon és vegyes anyagú vázakat. Az egyik egyedi váz ebből az időszakból, a Bititan, kettős titán alsócsővel rendelkezik. A Tecnoson – az egyik legkönnyebb sorozatgyártású acél kerékpáron – krimpelt és túlméretezett csöveket használtak. Hasonlóan krimpelt, túlméretezett alumíniumcsöveket használtak a Dream vázon. 1981-ben a Colnago elkészítette a CX Pista prototípusát – egy teljes monocoque szénszálas kerékpárt tárcsás kerekekkel, amelyet a milánói kerékpárkiállításon mutattak be. Ezt követően a Colnago együtt dolgozott a Ferrarival az új szénszálas technológia fejlesztésében, és Ernesto azt is a mérnökeiknek köszönheti, hogy kihívást jelentettek neki a villa tervezésével kapcsolatban, ami a Colnago innovatív Precisa egyenes acélvillájához vezetett (1987). A Colnago több anyagból készült vázakkal is kísérletezett, beleértve a CT-1 és CT-2 vázakat, amelyek titán főcsövekből, szénszálas villákból és hátsó merevítőkből készültek, valamint a hasonló felépítésű (bár rövid életű) Master vázat, amely acél főcsövekből, szénszálas villákból és merevítőkből készült.
A Colnago korai próbálkozásai a szénszálas vázakkal nem voltak kereskedelmi szempontból sikeresek, de a levont tanulságok megtestesültek a zászlóshajó vázaikban, mint például a C-40, a legkeresettebb kerékpár (1994), és utódja, a C-50 (2004) – a Colnago 40. és 50. kerékpárépítési évfordulójáról elnevezve. Ezek a szénszálas vázak a kiválóság új mércéjét állították fel. A hagyományos kerékpárváz-építés módosított formájával készültek, a mikroinfúziós öntött acél helyett szénszálas fülkékkel, és az acélváz-építésnél használt összetett acélcsövek helyett szénszálas “csövekkel”. Hasonló építési technikákat alkalmaznak a legújabb kínálatban, a C59-ben is, amelyet (mint korábban) a gyártási évéről neveztek el. Bár természetesnek vesszük a karbonvázak elterjedését, sikerük nem volt magától értetődő:
“Amikor a C40-et építettük, mi voltunk az egyetlenek, akik karbonvázakat építettek, és az összes szerelő és versenyző technikus azt mondta, hogy túl veszélyes lenne macskaköves utakon használni, különösen az egyenes karbonvillákkal. Volt egy cég, amelyik rugós villát akart szerelni a kerékpárra, de én nem akartam rugós villát a C40-esre. A Párizs-Roubaix előtti estén Squinzi úr, a Mapei főnöke telefonon beszélt velem, és aggodalmát fejezte ki egy ilyen finom kinézetű dolog használatával kapcsolatban. Elmondtam neki, hogy minden lehetséges tesztet elvégeztünk a vázon és a villán, és biztosak voltunk benne, hogy nem lesz probléma. Személyes felelősséget kellett vállalnom azért, ami történni fog, és egész éjjel ezen aggódtam, alig tudtam aludni. De amikor meghallottam, hogy 4 Mapei versenyző van a szökésben, tudtam, hogy megnyugodhatok.”
A C40 6 év alatt 5 alkalommal nyerte meg a Párizs-Roubaix-ot. Meglepő módon Tadej Pogačar győzelme a Tour de France 2020-as kiadásán az első alkalom volt, hogy egy Colnago márkájú kerékpárt vezetett az összesített értékelés győztese, mivel Merckx vitorlázásai átmárkázott kerékpárokkal voltak.
Egy Ernesto Colnagóval készült interjú, amelyben különböző ikonikus Colnagókról mesél (a gyári múzeumban felvéve), itt érhető el a YouTube-on.