Eén van de eerste grote overwinningen op een Colnago frame was in 1957, toen Gastone Nencini de 1957 editie van de Giro d’Italia fietsrace won op een Colnago fiets. In 1960, kreeg Colnago meer erkenning toen Luigi Arienti naar een gouden medaille reed op de Olympische Spelen van Rome op een Colnago fiets. Tegen het einde van de jaren 1960, werd Colnago algemeen beschouwd als een van de bouwers van ’s werelds beste stalen wegrace frames.
Terwijl Ernesto de hoofdmonteur van het Molteni team was, raceten wielrenners zoals Gianni Motta op Colnago fietsen. Een overwinning op een Colnago in de 1970 Milaan-San Remo race door Michele Dancelli voor het Molteni team inspireerde Colnago om zijn logo te veranderen in de nu beroemde ‘Asso di Fiori’ of Ace of Clubs. Na de ondergang van het Faema team, sloot Eddie Merckx zich aan bij het Molteni team, en wat volgde was wederzijdse innovatie-zoals Colnago het beschrijft: “Merckx was een opkomende kampioen, en ik was een opkomende fiets-bouwer. Dus het was een echte eer om te werken voor een groot kampioen als Merckx. Het heeft ons geholpen om te groeien… toen we speciale vorken maakten, en speciale fietsen.” Dit omvatte het superlichte stalen frame gebruikt door Merckx in 1972 om het wereldrecord van een uur te breken.
Met een groeiende reputatie van hun race-overwinningen, stortte Colnago zich op de markt voor productie-fietsen. In de VS, waren de vroege jaren zeventig getuige van een andere fiets boom, en Colnago “pompte fietsen uit alsof de toekomst van de mensheid op het spel stond.” De steunpilaar van de Colnago lijn in de jaren 1970 was de Super, gevolgd door de Mexico, genoemd ter ere van de succesvolle uur poging. Andere modellen werden toegevoegd, waaronder de Superissimo en Esa Mexico. Hoewel de afwerking op deze vroege Colnago’s variabel kon zijn, waren het geweldig rijdende fietsen en ontwikkelden een cult-achtige aanhang.
In 1979 presenteerde Ernesto Colnago Paus Johannes Paulus II met een aangepaste, vergulde stalen fiets.
In antwoord op de kritiek dat zijn frames niet stijf genoeg waren, experimenteerde volgende Colnago met manieren om het gedrag van frame-onderdelen te veranderen. In 1983 introduceerde hij de Oval CX met een ovaal-vormige bovenbuis om stijfheid toe te voegen. Hij experimenteerde vervolgens met verschillende krimp-buis frames die productiemodellen werden als hun top van het assortiment frames, te beginnen met de “Super Profil” en “Master.” Later “Master-Light”, Master Olympic en Master Più breidden het assortiment uit. Colnago bouwde een frame van Columbus buizen gebruikt door Giuseppe Saronni om het wereldkampioenschap professionele wegrace te winnen in 1982, en daarna werd een kortstondige collectie van fietsen gebrandmerkt met de Saronni naam. In 1983, zou Giuseppe Saronni de Giro d’Italia etappewedstrijd winnen op een Colnago fiets. Stalen frames die races winnen maakten Colnago’s reputatie: “Tussen hen, Eddy Merckx en Giuseppe Saronni wonnen 719 races van 1965 tot 1988, en het grootste deel van die overwinningen waren aan boord van een stalen Colnago. Ernesto Colnago ontwierp voor het eerst de Master frame in 1982 als een vervanging voor de Mexico, die was vernoemd naar Eddy Merckx’s succesvolle Uren record in Mexico-stad. In de loop van 17 jaar in het pro-peloton, werd de Master gereden naar honderden overwinningen, en er zijn weinig fietsen die zo’n palmarès hebben.”:
Sinds de jaren 1980, terwijl Colnago doorging met het produceren van high-end stalen fietsen, begonnen ze fietsframes te produceren met behulp van ander materiaal dan staal, waaronder titanium, aluminium, carbon en gemengde materiaal frames. Een uniek frame uit deze periode, de Bititan, heeft een dubbele titanium onderbuis. Gekrompen en oversized buizen werden gebruikt voor de Tecnos – een van de lichtste stalen fietsen die werden geproduceerd. Evenzo werden geplooide oversized aluminium buizen gebruikt op het Dream frame. In 1981 maakte Colnago een prototype van de CX Pista-een volledige monocoque koolstofvezel fiets met schijfwielen die werd getoond op de Milaan fiets show. Vervolgens werkte Colnago samen met Ferrari bij het ontwikkelen van nieuwe koolstofvezel-technologie, en Ernesto crediteert ook hun ingenieurs voor het uitdagen van hem met betrekking tot het vorkontwerp, wat leidde tot Colnago’s innovatieve Precisa rechtbladige stalen vork (1987). Colnago experimenteerde ook met multi-materiaal frames, waaronder de CT-1 en CT-2 gebouwd met titanium hoofdbuizen, koolstofvezel vorken en achtervork, en een soortgelijk geconstrueerd (hoewel kortlevend) Master frame gebouwd met stalen hoofdbuizen, koolstofvezel vorken en achtervork.
Colnago’s vroege pogingen op koolstofvezel frames waren niet commercieel succesvol, maar de geleerde lessen werden belichaamd in hun vlaggenschip frames, zoals de C-40, de meest gewilde fiets (1994), en zijn opvolger, de C-50 (2004)-vervolgens vernoemd naar Colnago’s 40e en 50e jaar in de fietsbouw. Deze koolstofvezel frames stellen nieuwe normen van uitmuntendheid. Ze werden gebouwd met behulp van een aangepaste vorm van traditionele fiets frame constructie, vervangend koolstofvezel nokken voor micro-infusie gegoten staal, en koolstofvezel “buizen” voor de complexe stalen buizen gebruikt voor stalen frame constructie. Vergelijkbare bouwtechnieken worden gebruikt in het nieuwste model, de C59, die (net als voorheen) is vernoemd naar zijn productiejaar. Hoewel we de verspreiding van carbon frames als vanzelfsprekend beschouwen, was het succes ervan niet vanzelfsprekend:
“Toen we de C40 bouwden, waren we de enigen die carbon frames bouwden en alle monteurs en technici van de concurrentie zeiden dat ze te gevaarlijk zouden zijn om op kasseien te gebruiken, vooral met de rechte carbon vorken. Er was een bedrijf dat verende vorken op de fiets wilde monteren, maar ik was niet van plan verende vorken op de C40 te monteren. De avond voor Parijs-Roubaix had ik de heer Squinzi, de baas van Mapei, aan de telefoon om zijn bezorgdheid te uiten over het gebruik van zo’n delicaat ogend ding. Ik vertelde hem dat we alle mogelijke tests hadden gedaan op het frame en de vork en dat we er zeker van waren dat er geen probleem zou zijn. Ik moest persoonlijk de verantwoordelijkheid nemen voor wat er zou gebeuren en ik heb me er de hele nacht zorgen over gemaakt, kon nauwelijks slapen. Maar toen ik hoorde dat er 4 Mapei renners in de kopgroep zaten, wist ik dat ik kon ontspannen.”
De C40 won 5 edities van Parijs-Roubaix in 6 jaar. Verrassend genoeg was de overwinning van Tadej Pogačar in de 2020 editie van de Tour de France de eerste keer dat een Colnago-gemerkte fiets werd gereden door de winnaar van het algemeen klassement, sinds Merckx’s overwinningen waren op fietsen van een ander merk.
Een interview met Ernesto Colnago waarin hij verschillende iconische Colnagos beschrijft (gefilmd in het fabrieksmuseum) is hier beschikbaar op YouTube.