Wielki kryzys gospodarczy początku lat 30. XX w., wywołany przez krach na giełdzie nowojorskiej bardzo dał się we znaki przedsiębiorstwu. Produkcja spadła osiągając już tylko kilka tysięcy egzemplarzy (różne źródła podają od 3700 do ok. 6000). Mimo ogromnych trudności, na rynku pojawiały nowe technologie wytwarzane przez Harley-Davidson – w 1932 r. zmodyfikowano ożebrowanie cylindrów, co pozwoliło na lepsze chłodzenie, a 4 lata później powstał model EL 61 OHV z górnozaworowym silnikiem 'Knucklehead' o pojemności 61 cali³ (1000 cm³). Silnik ten zastąpił w sporej mierze używany od 1929 r. dolnozaworowy model Flathead. Data 1936 jest uważana za jedną z najważniejszych w historii przedsiębiorstwa, gdyż od czasów Knucklehead każdy kolejny silnik był ewolucją tego modelu. Rok po tej wielkiej zmianie produkcja zaczęła zbliżać się do 11 000 motocykli rocznie. Wprowadzono też pierwsze chromowane rury wydechowe. Od 1936 do 1939 r. przedsiębiorstwo umieszczało także inne logo na motocyklach – było ono w stylu art déco, a napis połączony był z rysunkiem uproszczonej komety. 21 kwietnia 1937 r. zmarł William Davidson.