Aastail, mil olümpiavõitja ja maailmameister Aavo Pikkuus oli jalgrattaspordi Eestis oma efektsete võitudega väga populaarseks muutnud, sündis mõte suusamaratoni kõrvale ellu kutsuda ka analoogne rattasõit. Jalgratturitepoolseks eestvedajaks oli treener Rein Kirsipuu.
Esimene Tartu Rattaralli startis 1982. aasta maikuus Tartu Raekoja platsilt ja selle lõpetas 362 ratturit. Enne esimest rallit peeti maha pikki ja tuliseid vaidlusi distantsi pikkuse ning raskuse üle. Kuna pikamaasõite polnud Eestis varem korraldatud, peljati liiga pika ning keerulise rajaga võistlejaid ehmatada. Kui 46,7 km pikkuse esimese võistluse osalejad Põlvas finišeerisid, veendusid korraldajad, et hirm oli asjatu: ratturid pöörasid finišis otsa ringi ja sõitsid ratastel Tartusse tagasi. Neilt edasi kandunud positiivne sõnum tõi järgmisel aastal kohale ligi 1000 ratturit. Starti tuldi väga erinevate sõiduvahenditega, mistõttu toimus arvestus erinevates rattaklassides: maantee-, võistlus-, tandem- ning kokkupandavatele ratastele.
Rattaralli rada on läbi aegade olnud erinev. Viimasel ajal on kinnistunud kaks ca 130 km pikkust trassi, mida kasutatakse üle aasta: esimene neist mis suundub Tartust Otepää ümbruse kaunile mägismaale ning kulgeb Elva kaudu taas Tartusse tagasi, ning teine, viib ratturid Tartust vanale Võru maanteele ehk Postiteele ja sealt läbi Otepää Tartusse tagasi. 2007. aastal sõideti Tartu Rattaralli tavatrassil tehtavate teetööde tõttu esimeste rallide radadel: Tartust Põlva poole, siis Liivalt mööda vana Võru maanteed Kanepisse ja sealt edasi Otepää kaudu tagasi Tartusse. Selline vaheldus sai osavõtjate poolt sooja vastuvõtu ja nii otsustatigi üle aasta trassi vahetada.
Stardi-finišipaik on nüüdseks kinnistunud Tartu kesklinna, Aura Veekeskuse juurde.
Tartu Rattaralli ca 130 km pikkusele põhidistantsile lisaks on kõikidele jõukohase rahvasõiduna ca 70 km pikkune lühidistants. Päev enne põhisõite toimuvad alates 1983. aastast tavapärased lasteüritused, TILLUsõit ja MINIralli, mil Tartu tänavaile koguneb aukartustäratav hulk väikesi rattureid - 2011. aastal koguni üle 2900. Tegu on kindlasti maailma suurima ja ainulaadseima laste rattaüritusega.
Aastail 1984-1989 võttis Tartu Rattaralli üritustest osa ca 3000 – 4000 spordisõpra. Poliitiliste muutuste perioodil ja seoses majanduse langusega vähenes osavõtjate arv drastiliselt. Õnneks ei kadunud Tartu Rattaralli järjepidevus ja uus tõus algas 1998.-1999. aastal. Nüüdseks on Tartu Rattarallil osalejate arv jõudnud taas 4000-ni, ürituse mainet tõstavad rattasõidul osalevad poolsada profiratturit. Harrastajate jaoks on see jäänud siiani eelkõige võistluseks iseenda, naabrimehe või sõpradega.
Tartu Rattaralli, mis on olnud eeskujuks teiste samalaadsete võistluste sünniks Eestis, on säilitanud oma positsiooni kui lähiriikide suurim maanteerattavõistlus. Koos UCI Europe Touri 2.1. klassi võistlustega on ta mai viimast nädalavahetust hõlmava rattafestivali ESTONIAN CYCLING WEEKENDi finaalürituseks.
Tartu Rattaralli võitjad
1982
Oleg Ljadov
EST
Erika Salumäe
EST
1983
Mihkel Joosep
EST
Anda Kirilova
LAT
1984
Riho Suun
EST
Tatjana Tshirkina
EST
1985
Arvi Tammesalu
EST
Inguna Putninja
LAT
1986
Toomas Kirsipuu
EST
Inguna Putninja
LAT
1987
Vladimir Poltoratski
KAZ
Elita Gusaka
LAT
1988
Uldis Ansons
LAT
Tatjana Volkova
RUS
1989
Arnolds Urdis
LAT
Galina Naumova
RUS
1990
Lauri Resik
EST
Lilja Beljajeva
RUS
1991
Jaan Kirsipuu
EST
Tiina Pallas
EST
1992
Janek Ermel
EST
Tiina Pallas
EST
1993
Lauri Resik
EST
Siiri Plaan
EST
1994
Marko Rebane
EST
Tiina Pallas
EST
1995
Margus Salumets
EST
Riina Toomis
EST
1996
Janek Ermel
EST
Tiina Pallas
EST
1997
Lauri Resik
EST
Riina Toomis
EST
1998
Alges Maasikmets
EST
Tiina Pallas
EST
1999
Lauri Aus
EST
Riina Toomis
EST
2000
Jaan Kirsipuu
EST
Riina Toomis
EST
2001
Jacky Durand
FRA
Riina Toomis
EST
2002
Janek Tombak
EST
Grete Pedmanson (Treier)
EST
2003
Erki Pütsep
EST
Grete Treier
EST
2004
Jaan Kirsipuu
EST
Grete Treier
EST
2005
Andrus Aug
EST
Evelin Ansip
EST
2006
Alexandr Khatuntsev
RUS
Laura Lepasalu
EST
2007
Lukasz Podolski
POL
Grete Treier
EST
2008
Aidis Kruopis
LTU
Liisa Ehrberg
EST
2009
Janek Tombak
EST
Maaris Meier
EST
2010
Vytautas Kaupas
LTU
Grete Treier
EST
2011
Jimmy Rönn
SWE
Liisi Rist
EST
2012
Rene Joergensen
DEN
Grete Treier
EST
2013
Gert Jõeäär
EST
Grete Treier
EST
2014
Samuel Pökälä
FIN
Liisa Ehrberg
EST
2015
Andrii Kulyk
UKR
Liisa Ehrberg
EST
2016
Matti Manninen
FIN
Liisa Ehrberg
EST
2017
Jonas Ahlstrand
SWE
Liisi Rist
EST
2018
Karl-Patrick Lauk
EST
Kelly Kalm
EST
2019
Gleb Karpenko
EST
Kelly Kalm
EST
2022
Romet Pajur
EST
Malin Eriksen
NOR
2023
Norman Vahtra
EST
Matilda Frantzich
SWE
2024
Mihkel Räim
EST
Elisabeth Ebras
EST