Era convinzione del Conte Domenico Agusta che le competizioni rappresentassero il miglior veicolo pubblicitario soprattutto per il marchio giovane qual era all'epoca la MV Agusta. Sulla base di questo pensiero inizialmente la casa si schierò ufficialmente nelle competizioni fuoristradistiche per poi passare nel 1950 alle moto da gran premio. La moto del debutto nella velocità fu MV Agusta 125 Bialbero capace di 13 CV a 10.000 giri. Nello stesso anno all'esposizione motociclistica milanese venne presentata la stradale 500 Quattro Cilindri una bialbero da 50 CV sulla quale ing. Pietro Remor sviluppo la prima quattro cilindri da GP di Cascina Costa.
La moto dopo numerose evoluzioni tecniche divenne vincente nelle mani di Leslie Graham che conquistò nella stagione 1952 il GP di Monza e Barcellona. Se la 500 è ora competitiva la 125 bialbero pilotata da Cecil Standford diventata la moto da battere tanto che a fine stagione, grazie ad un bottino di tre vittorie l'inglese diventa campione del mondo. E' questo il primo mondiale di una leggendaria palmares di 75 titoli iridati (38 piloti e 37 costruttori). Il 1953 è un anno tragico per la scuderia di Cascina Costa a causa dell'incidente mortale occorso a Lesile Graham durate il Tourist Trophy dove due giorni prima aveva acquistato una splendida vittoria in sella alla 125 bialbero.

Carenature a campana e appendici aerodinamiche sono le novità tecniche che caratterizzano la stagione del 1954 e che permettono alla 500 quattro cilindri di raggiungere i 230 KM/h con appena 60 cavalli di potenza. L'anno successivo irrompe sulla scena della 125 iridata il giovane Ubbiali che con cinque vittorie porta a Cascina Costa il primo dei suoi 8 mondiali.
Parallelamente la MV Agusta domina la popolare "formula due" con la 175 bialbero, un modello derivato dalla seie che si impose in numerose gare di gran fondo e nelle formule juniores e Senior. Nella classe 350 Umberto Masetti vince il gran premio Monza sulla moto che fu dello sfortunato Ray Amm, ex pilota Norton deceduto alla sua prima gara con la MV Agusta.

Con dodidici titoli conquistati tra i campionati nazionali ed iridati la stagione del 1956 rappresenta un record assoluti in termini di vittorie conquistate in una sola stagione. Fra le tante affermazioni di quell'anno la più significativa fu certamente il titolo modiale delle 500 conquistato da John Surtees, successo che segnò l'ingresso del marchio MV nell'albo d'oro della classe regina.
L'anno successivo le macchina da corsa di Cascina Costa subirono la forte concorrenza di Mondial nella 125 e della Galera nella 500 mentre nella "formula due" remo venturi si impose con la sua 175 bialbero sia a Monza sia al Motogiro d'Italia. Sul fronte della ricerca la MV Agusta propose una spettacolare sei cilindri da 500cc capace di 75 cavalli che non trovò la sua applicazione nelle competizioni a causa della concorrenza interna della sempre competitiva quattro cilindri di Surtess.
La contrazione del mercato motociclistico impose una pausa di riflessione sul piano degli investimenti legati alle competizioni tanto da costringere nel 1958 LA Guzzi, la Mondial e la Galera a ritirarsi temporaneamente dalle competizioni. Parallelamente irrompono sulla scena modiale nuovi antagonisti come Ducati e Morini ma nessuno di questi costruttori impensierisce la MV Agusta. Nel triennio 1958-1960 la casa di Cascina Costa conquista 63 gare su 76 disputate grazie anche allo stato di forma di piloti come Surtess Ubiali e Provini.

La fine di questo decennio fu all'insegna delle nuove tecnologie che portarono ad un netto delle prestazioni e della guidabilità. Sul fronte dei propulsori la MV raggiunse la potenza di 70 cavalli oer ka 500 e di 45 per la 350 mentre in tema di ciclistiche fecero la loro comparsa i porcelloni a sezione quadra, i freni a quattro ganasce e l'uso di materiali di derivazione aeronautica che permisero consistenti riduzioni di peso (20 kg). La vocazione alla ricerca tecnologica di MV Agusta portò anche alla sperimentazione di una 125 desmodromica e di una 250 ad iniezione diretta, progetti che rimasero allo stato prototipale.