Montreuil a voté son premier plan vélo en 2018. Entre 2018 et 2022, elle a ajouté 12,3 km d'aménagements cyclables, au-delà de son objectif : rues Étienne-Marcel, Marceau, Gambetta et Beaumarchais, avenue Wilson, entre autres. La moitié environ, 6,2 km, sont des pistes transitoires posées surtout sur les routes départementales : avenue Gabriel-Péri, boulevards Chanzy et Paul-Vaillant-Couturier, avenues Aristide-Briand, de la Résistance et Pasteur. La Région a subventionné dix de ces pistes provisoires en 2020, dont une qui préfigure le RER Vélo. Les zones de rencontre sont passées de 6,3 km à 14 km.
Le Plan vélo 2023-2026 vise un réseau structurant complet et jalonné à l'horizon 2030, qui relie Montreuil à ses voisines et traverse la ville dans toutes les directions. Il prévoit de pérenniser les pistes transitoires avec le Département de la Seine-Saint-Denis, à commencer par l'avenue Gabriel-Péri en 2023, de sécuriser les carrefours à la néerlandaise et de jalonner au moins deux grands axes d'ici 2026. Paris en Selle, en mars 2026, jugeait que la politique cyclable s'essoufflait et demandait trois chantiers : une piste de qualité sur l'axe Croix-de-Chavaux – Boissière, l'apaisement de la rue de Paris, et un nouveau plan de circulation le long du T1.
Deux grands projets changent la carte. Au centre, la Croix-de-Chavaux a été réaménagée de novembre 2024 à novembre 2025 : nouvelles pistes, 230 places vélo, 60 % de la place pour les piétons et les vélos. Au nord, l'autoroute A186, jamais terminée, devient une avenue paysagère de 35 m de large avec une piste cyclable de 3,80 m. Un premier tronçon est ouvert depuis le 15 décembre 2025, et le tramway T1 doit l'emprunter mi-2028.
Vers Paris, la porte de Montreuil est en chantier depuis le 30 mars 2026, pour devenir d'ici 2030 une place qui enjambe le périphérique, bordée d'une piste bidirectionnelle. Pendant la première phase, jusqu'en juin 2027, un cheminement vélo à double sens contourne le rond-point par le sud. Côté Montreuil, il débouche sur l'avenue Benoît-Frachon, à quelques dizaines de mètres de la rue de Paris et de la piste de la rue Étienne-Marcel.