Som andre tidlig merker og modeller deltok Locomobile i motorsport, tapte 1905 Gordon Bennett Cup med en 17,7-liters racer etter å ha fått feil i automatgiret. Uten tilgjengelige reservedeler rakk sjåføren, Joe Tracy, bare to kretser i Auvergne før giret brøt helt sammen. Tracy gjorde det bedre for selskapet i Vanderbilt-Cup, og plasserte seg på tredje med en 90-hk 16,2-liters, men ble sabotert av dekkproblemer. Tracy mislyktes igjen i Vanderbilt-race i 1906, men i 1908 tok George Robertson seieren med denne bilen, foran den andre Locomobile-føreren Joe Florida i tredje, og ble dermed den første USA-bygde bil som vant i en internasjonal konkurranse. Dette ville vært toppen for Locomobile racing, men de falmet snart og ble borte fra fra scenen, selv om Orin Davis seiret i Los Angeles–Phoenix Rally i 1913.