So wichtig wie der Antrieb eines Fahrrads sind auch dessen Bremsen. An heutigen Fahrrädern sind vor allem Felgenbremsen / V-Bremsen, Scheibenbremsen, Rücktrittbremsen und Rollenbremsen verbaut. Trommelbremsen sind bei Elektrofahrrädern relativ selten.
Felgenbremsen, zu denen die V-Bremsen und auch die früheren U-Bremsen gehören, sind an der Gabel angebracht. Durch einen Bowdenzug werden die Bremsbeläge der ein- oder zweiteiligen Systeme an die Felgen geführt. Komfortabler sind hydraulische Felgenbremsen bspw. Magura HS 11 und HS 33 Systeme. Bei diesen benötigt der Fahrer eine geringere eigene Bresmkraft um eine hohe Bremsleistung zu erzeugen.
Moderne Scheibenbremsen bieten den Vorteil, die Felge weniger zu belasten. Bei anspruchsvollen Touren wird somit auch eine Erhitzung der Felge vermieden. Zudem ist die Bremswirkung bei widrigen Witterungsbedingungen (Nässe und Schnee) und langen Talfahrten mit Scheibenbremsen besser als mit Felgenbremsen.
Die Rücktrittbremse ist vor allem in einfachen City-Rädern verbaut. Über die Kette wird dabei im Rücktritt das Rad blockiert. Vorteile sind u. a. der geringe Wartungsaufwand, die Wetterunabhängigkeit und die Robustheit. Nachteile sind u. a. der hohe Kraftaufwand, die schlechtere Dosierbarkeit und der Effekt, dass die Rücktrittbremse bei abgesprungener Kette nicht mehr funktioniert. Neu ist für Elektrofahrräder mit Mittelmotor oder Tretlagerantrieb die Entwicklung des Antriebssystems Impulse der Firma Kalkhoff. Kalkhoff Impulse Elektrofahrräder kombinieren die Funktionalität einer Rücktrittbremse mit einem Mittelmotor. Auch die Firmen Flyer und KTM bieten ab dem Modelljahr 2012 Pedelecs mit Panadsonic Mittelmotor und Rücktrittbremse.
Die Rollenbremse ist eine Weiterentwicklung der Rücktrittbremse. Die Bremse wird jedoch nicht über die Kette, sondern über einen Handhebel bedient. Die Rollenbremse ist fast wartungsfrei. Bauartbedingt verzögert dieser Bremsentyp das Laufrad, blockiert es jedoch nicht vollständig, dadurch wird abruptes bzw. unkontrolliertes Bremsen vermieden. Erzielt wird die Bremswirkung durch mehrere an einer Nockenscheibe befestigte Metallrollen, die von innen gegen einen Bremsmantel gedrückt werden.
Bei Trommelbremsen drücken die Bremsbacken in der Radnabe von innen nach außen an die Bremstrommel. Die verwendeten Bremsbeläge sind bei diesen Bremsen sehr langlebig, die verbauten Systeme sind jedoch meist sehr schwer.