*E. coli* verplaatsen zich door middel van flagellen. Flagella zijn lange, zweepachtige structuren die bestaan ​​uit het eiwit flagelline. Flagelline wordt gesynthetiseerd door het *flhDC*-operon, dat wordt gereguleerd door de hoofdregulator FlhD4C2 (voorheen bekend als FlhDC).

Het flagellum bestaat uit een basaal lichaam, een haak en een filament. Het basale lichaam is ingebed in het celmembraan en bevat de motor die het flagellum aandrijft. De haak is een korte, gebogen structuur die het basale lichaam met het filament verbindt. Het filament is een lange, dunne structuur die verantwoordelijk is voor de beweging van de cel.

*E. coli* kan zowel met de klok mee als tegen de klok in bewegen. Wanneer de flagella met de klok mee draait, beweegt de cel in een rechte lijn. Wanneer de flagella tegen de klok in draait, tuimelt de cel. Door deze tuimelende beweging kan de cel de bewegingsrichting veranderen.