Knut Knudsen var Norges dominerende syklist i 1970-årene. Han mestret både bane- og landeveissykling. Med både OL- og VM-gull samt en rekke seirer i proffritt hevdet han seg internasjonalt på en måte det var lenge siden norske syklister hadde gjort.
Knut Knudsen vokste opp i Levanger og representerte IL Sverre. Levanger var en bygd uten særlige forutsetninger for å frembringe dyktige syklister. Heller ikke i resten av Norge fantes det anlegg for banesykling (velodromer). Likevel skulle Knudsen hevde seg godt internasjonalt både på bane og på landevei. 1966 begynte han å markere seg i junior-NM med en sammenlagtseier på bane. Året etter vant han både fellesstart og bane i junior-NM, og 1968 ble han nordisk juniormester.
Overgangen til seniorenes rekker ble ikke spesielt hard for Knudsen, som allerede 1968 ble seniormester i NM på bane. 1969 kom han på femte plass i 4000 meter bane i senior-VM. Til sammen tok han 11 norgesmesterskap på bane og landevei mellom 1968 og 1973. Han ble nordisk mester 1972.
Knudsen ble Norges første OL-mester i sykling da han i München 1972 vant 4000 meter forfølgelsesritt. Året etter vant han VM-gull på bane – han hadde altså vunnet både OL og VM før han var 23 år gammel. Da det ikke var mer å vinne som amatørsyklist, gikk han over i de profesjonelles rekker. Han fikk etter hvert kontrakt med gode lag i Italia, fra 1976 med det store Bianchi-laget, der han syklet som kaptein fra 1979 til han gav seg som syklist 1981. Til sammen vant han 49 profesjonelle ritt.
Knudsen var ingen typisk klatrer og slet på de tunge fjelletappene i de virkelig store etapperittene. Han fullførte likevel Giro d'Italia 7 ganger 1975–81 og Tour de France både 1976 og 1978, og han gjorde seg stadig bemerket med seirer på tempoetapper og fellesstarter. Hans kanskje sterkeste sammenlagtsprestasjoner var seirene i Tyrreno-Adriatico 1979 og i Sardinia rundt 1977. 1979 lå for øvrig Knudsen godt an til å vinne hele Giro d'Italia, da han dramatisk nok på den tredje siste etappen ble kjørt ned av en følgebil fra et av de andre lagene.
Knudsen var en fysisk og viljesterk syklist, som samtidig hadde en teknikk som rakk til mesterskap på innendørs baner. Hans evne til konsentrasjon og hode for taktikk gjorde ham til en skattet lagkaptein på flere lag. Han sterkeste side som syklist var imidlertid evnen til å kjøre alene. Knudsen var da også i perioder rangert som verdens fremste temporytter.
Etter den aktive karrieren var Knudsen engasjert som trener i Glåmdal en periode i 1980-årene. Han ble også valgt til visepresident i Sykkelforbundet 1991 og satt til 1993.
I Knut Knudsens internasjonale gjennombruddsår 1972 ble han tildelt flere høythengende priser; Morgenbladets gullmedalje, Fearnleys olympiske ærespris samt Sportsjournalistenes statuett. Sistnevnte fikk han også året etter. 1973 fikk han Norges Cycleforbunds gullplakett. Han fikk med seg to kongepokaler, 1972 og 1973.