À Neuilly-sur-Seine, le vélo tient d'abord à une avenue : la RN13, l'avenue Charles-de-Gaulle, qui traverse la ville sur plus de 2 km entre la porte Maillot et La Défense. En mai 2020, à la sortie du premier confinement, la Ville y a tracé deux pistes provisoires le long des contre-allées, et la DIRIF, qui gère les routes nationales, a donné aux vélos une des quatre voies du pont de Neuilly. C'est aujourd'hui le tracé commun des lignes V4 et V5 du Réseau Vélo Île-de-France (VIF), la future « RER V ». Selon les données de la Région, la piste bidirectionnelle est en service de la porte Maillot au secteur de l'avenue de Madrid, et encore « en travaux » jusqu'au pont.
Le chantier, c'est celui des Allées de Neuilly, le réaménagement par la Ville des 10 hectares de contre-allées de l'avenue. Il crée une piste bidirectionnelle de la porte Maillot au pont de Neuilly, des trottoirs de 12 m au lieu de 4 et des contre-allées limitées à 20 km/h. En septembre 2026, la Ville annonce que, côté sud, les trottoirs et la chaussée entre l'avenue de Madrid et la rue des Graviers sont achevés, mais que la piste n'y sera faite qu'au printemps 2027.
Le pont de Neuilly, propriété de l'État (la DIRIF), est en travaux depuis le 30 mars 2026. Les villes de Neuilly, Puteaux et Courbevoie y remplacent la piste de 2020. Selon Defense-92, le projet prévoit, côté nord, une piste de 4 m, à niveau du trottoir et protégée de la RN13 par une balustrade et une bordure en béton ; côté sud, une bande cyclable d'un mètre de large, créée sur le trottoir refait. Des places vélo sont prévues de chaque côté. Coût annoncé : 2,2 M€ hors travaux de l'État. Le chantier devait finir mi-octobre 2026 ; en septembre, la presse locale le disait en net retard.
Hors de l'avenue, le réseau reste mince. Au Baromètre FUB, les cyclistes regrettent le manque de liaisons nord-sud, des pistes étroites sur l'avenue du Roule et la rue de Madrid, des quais de Seine sans aménagement et trop peu de sens uniques ouverts aux vélos. À l'échelle du département, le Plan vélo des Hauts-de-Seine vise 70 % de routes départementales aménagées en 2028, contre plus de 44 % fin 2024. Une autre ligne du VIF, la V20, longe la Seine à l'ouest et au nord de la commune, en grande partie encore « à l'étude ».