Très vite, et contrairement à son père défenseur ardent de la vapeur, Léon optera pour la combustion interne à l'essence de pétrole. Pour Léon, même la Panhard et Levassor de 1892 est une voiture trop importante pour être mise entre les mains de n'importe qui et l'idée lui vient de créer un petit véhicule, robuste, maniable et économique. C'est chose faite en décembre 1895 lorsqu'il dépose un brevet à Paris pour un véhicule d'un type nouveau baptisé "Cycle automobile. Système Léon Bollée".

Avant de commencer cette page, je tiens personnellement à remercier Yves Bollée, arrière petit-fils d'Amédée-Ernest Marie Bollée, plus connu sous le nom d'Amédée Bollée fils, ou Amédée Bollée fils. Merci pour avoir pris le temps de relire ces écrits, de les avoir commenté et d'y avoir apporté les modifications nécessaires afin d'être au plus près de la vérité.

Très vite, Léon débute la production de son premier modèle. Léger, compact, et très différent des premières voitures à moteur, il est décrit comme un engin né de l'auto et du cycle. Avec un moteur qui tourne à régime presque constant, doté d'un régulateur et d'une boîte d'engrenages à 3 rapports, ce tricars (nom qui verra le jour dans les années 20) dispose également d'un système de débrayage/embrayage par détente et tension de la courroie obtenue en avançant ou en reculant la roue arrière motrice. Son originalité réside dans le fait que ce sont les deux roues avant qui sont directrices, contrairement aux autres tricycles issus du vélocipède. Le conducteur se tient à l'arrière sur un fauteuil unique, derrière les deux places réservées aux passagers. Grâce à un volant placé à sa droite, il peut diriger son engin. De la main gauche, il actionne un levier à trois fonctions. Il peut embrayer ou débrayer, freiner, et grâce à sa poignée rotative, fait varier le rapport de transmission. Une simplicité de conduite qui va séduire les clients potentiels, utilisateurs comme constructeurs.

Le moteur horizontal refroidi par air est un monocylindre de 800 cm3 environ qui développe 2 à 4 chevaux à 1.200 tr/mn. il est à soupape d'admission automatique ouverte par l'aspiration et refermée par un ressort assez faible. L'allumage est à brûleur et l'alimentation s'effectue par un carburateur Phénix Panhard et Levassor. Pour démarrer la voiturette, il suffit de tourner une manivelle située sur le volant du moteur. Ce qui le distingue des autres tricycles qui utilisent un système de pédalier pour lancer le moteur. C'est en 1896 que démarre la production dans l'usine du Mans. Dès son entrée sur le marché, la voiturette intéresse un large public effarouché face aux grosses production de Panhard ou Peugeot. Léon avait vu juste. Son prix est également attractif puisqu'elle coûte 1.200 francs, cinq fois moins qu'une voiture à moteur Daimler. Des modèles spéciaux pour la compétition sont également construits et c'est un de ces modèles qui établira un record de vitesse. Le 24 septembre 1896, quatre voiturettes Léon Bollée 3 HP sont engagées dans le Paris-Marseille-Paris. Léjane, un des pilotes, arrive le premier à Auxerre après avoir établi une moyenne de 32 km/h. Malheureusement, les quatre voitures abandonneront dans les étapes suivantes, laissant triompher les tricars De Dion-Bouton. Un an plus tard, une voiturette se place troisième dans le Marseille-Nice derrière deux de Dion-Bouton. Pour le Paris-Dieppe, Léon engage d'autres tricars. Classés dans la catégorie "Voiturettes", ces véhicules s'avèrent plus rapide que les De Dion classées en "Tricycles". Jamin, pilote, s'offre même le luxe de battre toutes les voitures de l'épreuve avec une moyenne de 40,5 km/h de moyenne. Ce succès sera suivi par un autre, lors du Paris-Trouville.

Le succès des voiturettes Léon Bollée traverse la Manche. A cette époque, l'ex-champion cycliste anglais Herbert Osbaldeston Duncan est à la recherche d'automobiles susceptibles d'être fabriquées et vendues sous licence en Grande-Bretagne, et ce, pour le compte d'un groupe d'investisseurs dénommé British Motors Syndicate dirigé par Harry Lawson. Duncan met Léon Bollée en rapport avec le dit groupe et après une démonstration du tricar à Coventry, il vend une licence de fabrication pour un montant 20.000 £ sterling, l'équivalent de 500.000 francs, une petite fortune à l'époque. Cette apport financier permettra à Léon, dans les années à venir, de construire une nouvelle et belle usine au Mans, de trouver des associés fortunés pour poursuivre l'aventure et se plonger dans de nouvelles études.

Anecdote : Après la vente des droits, Léon Bollée n'expédie pas le prototype sans avoir touché un premier versement. Lawson, n'honorant pas cette première traite pousse Léon Bollée à prendre en otage Herbert Duncan qui devait s'occuper de transférer la machine en Grande-Bretagne. Très confortablement installé, Duncan devra rester enfermé chez Léon jusqu'à encaissement du chèque, soit 4 jours.