Han ble profesjonell 29. april 1965 da han signerte med Solo–Superia, etter å ha vunnet åtti ritt som amatør. Hans første store seier kom i Milano–Sanremo et år senere, etter å ha byttet til Peugeot–BP–Michelin. Etter 1967-sesongen gikk Merckx til Faema, og vant deretter Giro d'Italia, som ble hans første Grand Tour-seier.