1949 brachte NSU seine erste Nachkriegskonstruktion heraus, die NSU Fox mit kopfgesteuertem 100-ccm-Viertaktmotor, der erstaunliche 5,2 PS leistete. Zur Frankfurter Messe 1950 ist erstmals der Lambretta Roller mit NSU Motor gezeigt worden. Es handelte sich um eine italienische Lizenznahme, die in Neckarsulm noch etwas verbessert und vor allem nutzerfreundlicher gestaltet worden war. Angetrieben wurde das ab 1951 auch als Autoroller bezeichnete Zweirad durch einen 125-ccm-NSU-Zweitaktmotor mit 4,5 PS, der seine Kraft mittels Kardanwelle zum Hinterrad abgab. Es war einer der ersten Motorroller in Deutschland. Er wurde, mehrfach verbessert und weiterentwickelt, in knapp 120.000 Exemplaren bis 1956 gebaut, wo er durch das Nachfolgemodell Prima abgelöst worden ist.
1951 kam die 200er NSU Lux mit Zweitaktmotor neu heraus. Das Typen- und Modellangebot ist durch die zwei Varianten der Konsul I mit 350er- und der Konsul II mit 500er-Viertaktmotor ergänzt worden. 1952 lief mit der NSU 251 OSL die letzte Vorkriegskonstruktion vom Band. Im gleichen Jahr erschien die Max, die weit über das Unternehmen hinaus Motorradgeschichte gemacht hat. Wieder war es ein kopfgesteuerter Viertakter, aber Albert Roder hatte auf die kostspielige Königswelle verzichtet und dafür speziell eine besondere Schubstangensteuerung entwickelt. Das System wurde als Ultramax-Steuerung bekannt. Bevor sich die angesaugte Luft mit dem Benzin zum Kraftstoff-Luft-Gemisch vereinen konnte, hatte sie bei der Max einen extrem langen Weg zurückzulegen, wobei sie Wirbel abbaute. Das System der beruhigten Luft war nicht neu, aber bei
Motorrädern bisher nicht üblich. NSU hat damit für die Zweiräder neue Maßstäbe im Hinblick auf die Geräuschdämpfung gesetzt. 1953 erschien schließlich als Quick-Nachfolger die kleinere Ausgabe Quickly mit 50-ccm-Motor und natürlich Tretkurbeln als steuer-, zulassungs- und führerscheinfreies Leichtgewicht von 33 kg. „Nicht mehr laufen, Quickly kaufen“ kennzeichnete als Werbeslogan das NSU Bemühen, neue Kunden vor allem unter den Fußgängern zu suchen. Mitte der 1950er Jahre bekam das leistungs- und komfortgesteigerte NSU Motorradprogramm mit dem Begriff Super eine neue Bezeichnung. Es gab die Super Fox, die Super Lux und die Super Max. Ab 1954 wurden viele NSU Modelle zweifarbig angeboten. Freilich – der Rückgang des Motorradgeschäfts war unaufhaltsam. Daran änderte auch
die sehr erfreuliche Tatsache nichts, dass 1959 die Millionste Quickly fertiggestellt wurde und dieses Moped in Deutschland inzwischen zur Nummer eins avanciert war. 1962 erschien die letzte Neukonstruktion von NSU auf dem Zweiradsektor, die NSU Quick 50. Es handelte sich um ein 50er-Motorrad mit 4,3-PS-Zweitaktmotor. Damit ging vier Jahre später die Motorradfertigung in Neckarsulm zu Ende.