En 1901, William S. Harley a élaboré les plans d'un petit moteur d'une cylindrée de 7,07 pouces cubes (116 cm3) et de volants d'inertie de quatre pouces (102 mm) conçus pour être utilisés dans un cadre de vélo à pédales. Au cours des deux années suivantes, lui et son ami d'enfance Arthur Davidson ont travaillé sur leur moto dans l'atelier d'usinage de Milwaukee, au nord de la maison. de leur ami Henry Melk. Il a été achevé en 1903 avec l'aide du frère d'Arthur, Walter Davidson.