Sa fondation date de 1911, à Pesaro par une mère (Teresa Benelli) et ses fils Giuseppe, Giovanni, Francesco, Filippo, Domenico et Antonio dit « Tonino » . Teresa désirait que ses fils aient un emploi sain. Elle mit donc toutes les économies de la famille pour fonder le « Garage Benelli » : un atelier de réparation de voitures et de motos. Devant la difficulté à se fournir en pièces pour réparer, ils décident de fabriquer ces pièces, et acquièrent une certaine notoriété.
En 1920, Benelli produit son premier moteur, un 75 cm³ qui s’adaptait sur un cadre de bicyclette.
En 1921, Benelli construit sa première motocyclette appelée Motoleggera, avec un moteur de 98 cm³, l’engouement fut tel qu’il fut décliné en version 150 et 175 cm³championne d’Italie en 1927, 1928, 1930 et 1931, aux mains de Tonio
En 1936, les techniciens mettent au point une 250.
En 1939, Ted Mellors remporte le Tourist Trophy au guidon d’une Benelli.
Après la Seconde Guerre mondiale, pendant laquelle l’usine fut complètement détruite, les six frères mirent au point le Leoncino 125. Ce modèle fit renaître l’entreprise, aussi bien sur le plan commercial que sportii.
Dario Ambrosini mène la marque à la victoire en 1950.
À la fin des années 1960, Benelli présente la Tornado 650.
En 1969, Benelli est sacré champion du monde 250 avec Kel Karruthers et remporte le Tourist Trophy.
Au début des années 1970, Benelli est dans la tourmente et est racheté par Alejandro de Tomaso, le propriétaire de l’entreprise automobile De Tomaso. Il insuffle un vent nouveau et met sur les rails la gamme des Sei (six cylindres) (750 cm³ et 900 cm³).
Jusqu’aux début des années 1980, la concurrence des constructeurs japonais obligea la marque à se concentrer seulement sur les véhicules de petite cylindrée. Une 250 deux-temps bicylindre sera commercialisée en partenariat avec Moto Guzzi. Elle sera baptisée 250 2C. Son homologue Moto Guzzi recevra, elle, le nom de 250 TS.
La marque disparait au début des années 1990, mais renaît après le rachat par Merloni en 2003.
Mais la firme va mal. Elle est revendue au fabriquant de moto chinois Qianjiang. La Tornado évolue et est déclinée en version 1130, la TNT devient Tornado Naked Tre.