Påkørslen af den 66-årige kvindelige cyklist skete omkring klokken 7 onsdag morgen på Gyrstingevej ved Ringsted.
Kvinden blev vurderet til at være så hårdt kvæstet, at hun blev kørt til traumecentret på Rigshospitalet med eskorte.
Her er kvinden nu indlagt - ifølge politiet i kritisk tilstand.
Bilisten og cyklisten kørte ad strækningen i samme retning, og af uvisse årsager rammer personbilen den 66-årige bagfra.
Der var i morges en tyk tåge i området, men det er uvist, om det har haft indflydelse.
En bilinspektør har været på stedet, og han skal forsøge at klarlægge forløbet.
Den første februar i år mistede en 45-årig mand livet, da han i sin varebil kørte over i den modsatte vejbane og kolliderede med et træ. Det skete også på Gyrstingevej.