Plus connue pour son matériel ferroviaire, la firme Decauville proposa également des cycles et des automobiles. La première voiturette date de 1898, le début d'une production qui s'achèvera en 1909 avec l'arrêt de l'activité automobile de la firme. Créée par Armand Decauville en 1853, c'est son fils Paul qui développa les cycles Decauville.

Paul Decauville est né en 1846. Ingénieur, homme d'affaires, il est l'inventeur d'un système de voie ferrée qui porte son nom. Le nom de Decauville reste d'ailleurs très attaché au chemins de fer à voie étroite. C'est à Corbeil-Essonnes et Evry que Paul Decauville installa ses usines, qu'il dirigera jusqu'en 1885. Il créera ensuite, en 1910, une société de travaux publics afin d'exploiter les multiples brevets qu'il a déposé. Cette société, le "Comptoir d'Outillage et de matériel à air comprimé", sera en fonction jusqu'à la fin des années 80. Politicien, il fut également maire et sénateur. Il s'éteindra en 1922.

Les cycles, produits entre 1891 et 1902 permirent à Paul de développer son entreprise. Une de ses créations, d'ailleurs, inspira la firme De Dion-Bouton, un modèle de tricycle prévu pour rouler sur rails servit de base au prototype du premier tricycle de la marque parisienne. Une collaboration qui, à l'inverse, donna sûrement l'envie à Decauville de se lancer dans l'automobile. La branche automobile sera effectivement créée mais Paul Decauville ne participera pas à son évolution. Il est écarté de la "Société des Etablissements Decauville Aîné" lorsque cette dernière devient, le 8 décembre 1894, la "Société Nouvelle des Etablissements Decauville Aîné". Paul démissionnera en 1895 et c'est L.P.W. Ravenez qui orientera la firme vers cette nouvelle activité.

En attendant, Decauville débute par la production d'omnibus Serpollet puis, par un second contrat, à lancer la production de 3.000 tricycles De Dion. Une discorde entre le comte et l'entreprise mettra un terme prématuré à cette association. La direction décidera alors de produire ses propres véhicules. A cette époque, Decauville ne dispose pas encore de bureau d'études pour franchir le pas et c'est à l'extérieur qu'elle va chercher

La "Voiturelle" de 1898, un véhicule à trois places en vis-à-vis doté d'un moteur de Dion de 2 1/2 HP (deux moteurs de 1 3/4 HP réunis), fut conçu à Bordeaux par les ingénieurs des messageries Maritimes, Joseph Guédon et l'ingénieur Cornilleau. Ce dernier deviendra l'ingénieur en chef de la nouvelle "Société des Automobiles Decauville", dirigée par Louis Ravenez, le fils du président de la maison mère. Après la "voiturelle", Decauville proposera des modèles allant de 6 à 16 HP à partir de 1901, des voitures qui ont du mal à se vendre, faute d'innovations marquantes.

En 1903, malgré l'arrivée de nouveaux modèles, des bicylindres 6 et 10 HP et des quatre cylindres 16 et 20 HP, et malgré l'engagement d'une 40 HP en compétition (Paris-Madrid 1903), la firme a toujours du mal à se faire une place sur le marché national. De plus, les problèmes d'ordre financier minent la stabilité de l'entreprise. Le couperet tombe en octobre 1903 avec la décision de séparer définitivement les deux sociétés Decauville, la branche automobile étant mise en liquidation judiciaire. La firme poursuivra la production d'automobiles jusqu'en 1907, aucune voiture ne sera présentée au Salon de 1908. En 1909, les ateliers de montage sont fermés, seule une quinzaine d'ouvriers resteront pour écouler les stocks jusqu'en 1911.

Quatre Decauville 40 HP furent engagées au Paris-Madrid de 1903. Deux parviendront à Bordeaux, à la 13e et à la 26e place, la première étant pilotée par Page. La seconde aurait pu prétendre à une meilleure place à l'arrivée mais son pilote, Théry, stoppa sa course pour porter secours à Marcel Renault, victime d'un tragique accident qui lui coûta la vie. Marcel Renault perdit le contrôle de sa voiture en doublant la Decauville.