Nel tagliare a metà il motore a L della Superbike, Bordi decide di utilizzare il cilindro anteriore orizzontale invece di quello posteriore verticale. "Se avessi utilizzato il cilindro verticale avrei dovuto spostare troppi componenti e non usare invece tante parti comuni al motore 750 Desmodue e nel mio lavoro dovevo sempre tener presente il contenimento dei costi per la futura versione stradale. Comunque i vantaggi derivanti dall’utilizzo del cilindro orizzontale erano noti fin dai tempi di Aermacchi e MotoBi. Il cilindro orizzontale mi ha permesso di avere un baricentro ottimale e montare il serbatoio molto più basso. Anche l'impostazione generale della moto è stata più semplice, soprattutto per avere una sezione frontale ridotta e più aerodinamica”.
I lavori iniziano nell’estate del 1990, quando Bordi rimuove il pistone dal cilindro posteriore di un motore SBK assieme agli organi della distribuzione, accorciando la biella e utilizzando un contrappeso per ricreare lo stesso bilanciamento del bicilindrico. Il risultato non è efficace: esteticamente brutto, il mono così ottenuto è rumoroso perché il pistone "cieco" deve avere molto gioco per non sottrarre potenza al pistone funzionante. Inoltre, genera molto calore e scalda esageratamente il lubrificante.

Dotato di iniezione elettronica Weber/Marelli e scarico racing silenziato, questo prototipo eroga 57 CV alla ruota nella versione da 487 cc (con misure di alesaggio per corsa di 95,6 x 68 mm). Decisamente insoddisfatto, Bordi rivede da zero il motore: viene eliminato il pistone "cieco" a favore di una doppia biella articolata, che sostituisce i contralberi ed è in grado di ridurre anche le vibrazioni generate dalle forze di secondo ordine. È un sistema originale, mai proposto su un monocilindrico a quattro tempi, realizzato con le stesse machine utensili per la lavorazione dei carter motore dei bicilindrici, quindi, con un notevole risparmio economico.
I risultati del banco prova confermano la bontà dell’intuizione dell’ingegnere, perché con la stessa cilindrata di 487 cc la potenza cresce a 62,5 CV a 10.500 giri. Una volta stabilito il layout del motore, nell’estate del 1991 iniziano i primi test su strada utilizzando la ciclistica di una 750 SS, mentre altri tecnici – fra cui il giovane ingegnere Claudio Domenicali - si dedicano alla realizzazione di un telaio che sfrutti pienamente le caratteristiche intrinseche del mono orizzontale.
Bordi aumenta quindi la cilindrata a 502 cc grazie a nuove misure di alesaggio e corsa (95,6 x 70 mm). Nel giugno del 1992 si arriva alla soglia dei 70 CV a ben 11.000 giri, regime di rotazione mai visto prima da un motore Ducati.


Una volta completata la ciclistica iniziano i primi test in pista con i piloti Giancarlo Falappa e Davide Tardozzi, con la moto “vestita” come una 888, mentre il designer Pierre Terblanche, viene incaricato di definire la linea della nuova moto. Lo fa a tempo di record e in soli tre mesi, lavorando pure nella fabbrica Cagiva di Morazzone chiusa per le vacanze, realizza una delle più belle Ducati mai costruite. Intanto Bordi completa i test su una versione “big bore” del motore, con la cilindrata portata a 549 cc, grazie alle nuove misure di alesaggio per corsa di 100 x 70 mm, così la potenza cresce ancora. Il monocilindrico, che ha il sistema di lubrificazione a carter umido, pesa 38 kg senza corpo farfallato ed è dotato del collaudato sistema di distribuzione desmodromico con due alberi a camme in testa azionati da una cinghia dentata in gomma. Le quattro valvole sono inclinate fra loro di 40°, quelle di aspirazione hanno un diametro di 37 mm e quelle di scarico sono invece da 31 mm. L'albero motore in un unico pezzo, con inserti di bilanciamento al tungsteno, lavora con bielle in acciao (incluse quelle di bilanciamento) costruite da Pankl. Il pistone Omega forgiato, dal mantello molto assottigliato, ha tre segmenti - due di tenuta e un raschiaolio – e scorre in un cilindro con canna trattata al nichel-silicio. La pompa dell'acqua è montata all'estremità sinistra dell'albero a camme che comanda le valvole di scarico. Il sistema di alimentazione a doppio iniettore si basa su quello già utilizzato sul motore 888, con la centralina elettronica Weber/Marelli alloggiata nella parte anteriore della carenatura, appena sotto il condotto centrale in carbonio che porta a un corpo di 50 mm di diametro, che si restringe poi a 47 mm in zona della farfalla che regola l’afflusso dell’aria. Anche il cambio a sei marce e la frizione multidisco a secco derivano dal motore 888, mentre la trasmissione primaria ha gli ingranaggi a denti dritti.
Come su tutti gli altri motori Ducati dell’epoca, il mono ha il basamento che ospita la sede del perno del forcellone, ed è montato in un telaio tubolare dal disegno a traliccio. Anziché utilizzare il solito acciaio al cromo-molibdeno 25CrMo4, quello della Supermono viene costruito con nuovo acciaio ad alta resistenza chiamato AL S500, che fornisce lo stesso rapporto rigidità/peso del precedente, ma ad un costo inferiore. Domenicali all’epoca aveva precisato che erano state simulate al CAD quattordici diverse versioni del telaio prima di scegliere quella che, secondo i calcoli del computer, con i suoi 6,2 kg doveva essere la più leggera. In realtà, utilizzando tubi da 22 mm con uno spessore di 1,5 mm, il telaio della Supermono è più leggero, pesando 6 kg. Anziché alla struttura principale, sella e serbatoio sono fissati ad un telaietto ausiliario in fibra di carbonio, preferito ad un tradizionale telaietto in tubi.

La nuova arrivata nel marzo del 1993 debutta vittoriosamente a Monza affidata a Mauro Lucchiari, che all’epoca correva con Ducati in Superbike. Sebbene con i suoi 75 CV a 10.500 giri al minuto la Supermono non sia la moto più potente della categoria, nel complesso offre però il miglior pacchetto tecnico, diventando subito il riferimento in termini di maneggevolezza per chi corre nelle gare riservate alle monocilindriche.
Nelle due stagioni seguenti la concorrenza non resta però a guardare portando la Casa di Borgo Panigale a sviluppare una versione evoluzione del Supermono che fa il suo debutto nelle mani del neozelandese Robert Holden ad Assen nel settembre 1994.

Il principale intervento riguarda l’aumento della cilindrata, incrementata a 572 cc con nuove misure di alesaggio per corsa di 102 x 70 mm, assieme ad una rivisitazione degli organi di distribuzione montando gli alberi a camme del bicilindrico ufficiale Superbike da 955 cc di Carl Fogarty, vincitore quell’anno del campionato mondiale Superbike. Grazie ad un nuovo impianto di scarico che migliora il tiro ai medi regimi, la potenza sale a 79 CV a 10.000 giri.
In questa nuova configurazione vengono assemblate altre 23 Supermono nel biennio 1994-1995. Poi la produzione viene interrotta alla vigilia dell’inizio delle trattative che porteranno alla cessione della Ducati, dalla Cagiva al gruppo di investimento americano Texas Pacific Group (TPG).
L’idea di una versione stradale viene esclusa dalla proprietà americana: TPG ritiene improbabile che un cliente sia disposto a pagare per la Supermono Strada, una cifra superiore a quella che occorre per comprare una 900 SS bicilindrica desmo raffreddata ad aria. E questo nonostante Ducati Japan avesse già un pacchetto di duecento probabili acquirenti, assolutamente pronti ad averla.