Consagrado como un especialista en la montaña, Bahamontes venció en el Tour de Francia 1959, aunque inicialmente no partía como favorito. Sin embargo, una larga escapada en los Pirineos y su victoria en la cronoescalada de Puy-de-Dôme le supusieron una importante ventaja. En los Alpes, se asoció con el también escalador Charly Gaul y aunque tanto Henri Anglade como Jacques Anquetil le recortaron tiempo, no supusieron una amenaza para el corredor español, que aventajaría a Anglade, segundo clasificado, en más de cuatro minutos al final del Tour.
En 1963, Bahamontes se vio relegado a la 2ª plaza por Anquetil. Muy igualados tanto en los Alpes como en los Pirineos, Anquetil daría el golpe de efecto en la contrarreloj, consiguiendo su, por aquel entonces, 4º Tour, seguido por Bahamontes a más de tres minutos y medio. Un año más tarde, en 1964, Bahamontes terminaría 3º por detrás de Anquetil y Raymond Poulidor, a más de cuatro minutos del ganador.
Como gran escalador que era, ganó el Gran Premio de la montaña dos veces en la Vuelta a España, una en el Giro de Italia y seis en el Tour de Francia, donde compartía el récord junto al belga Lucien Van Impe hasta la llegada de Richard Virenque.
