十二生肖紀年始于東漢時期,《北史·宇文護傳》中，記載了宇文護的母親寫給他的一封信，信中說：“昔在武川鎮生汝兄弟，大者屬鼠，次者屬兔，汝身屬蛇”。表明當時民間已有12生肖的用法了。

十二生肖源於何時，今已難於細考。長期以來，不少人將《論衡》視為最早記載十二生肖的文獻。《論衡》是東漢唯物主義思想家王充的名著。《論衡·物勢》載："寅，木也，其禽，虎也。戌，土也，其禽，犬也。……午，馬也。子，鼠刀。酉，雞也。卯，兔也。……亥，豕也。未，羊也。醜，牛也。……巳，蛇也。申，猴也。"以上引文，只有十一種生肖，所缺者為龍。該書《言毒篇》又說："辰為龍，巳為蛇，辰、巳之位在東南。這樣，十二生肖便齊全了，十二地支與十二生肖的配屬如此完整，且與現今相同。

民間也流傳著一個關於十二生肖的神話傳說：當年軒轅黃帝要選十二動物擔任宮廷衛士，貓托老鼠報名，老鼠給忘了，結果貓沒有選上，從此與鼠結下冤家。大象也來參賽，被老鼠鑽進鼻子，給趕跑了，其餘的動物，原本推牛為首，老鼠卻竄到牛背上，豬也跟著起哄，於是老鼠排第一，豬排最後。虎和龍不服，被封為山中之王和海中之王，排在鼠和牛的後面。兔子又不服，和龍賽跑，結果排在了龍的前面。狗又不平，一氣之下咬了兔子，為此被罰在了倒數第二。蛇、馬、羊、猴、雞也經過一番較量，一一排定了位置，最後形成了鼠、牛、虎、兔、龍、蛇、馬、羊、猴、雞、狗、豬的順序。傳說故事雖不是對問題的科學解釋，但它卻體現了人們希望對十二生肖的選擇做出解釋的願望。

另一種說法，十二生肖的選用與排列，是根據動物每天的活動時間確定的，將十二種動物作為十二生肖，即每一種動物為一個時辰。老鼠排行第一（與“子”時搭配），以下次序為：鼠、牛、虎、兔、龍、蛇、馬、羊、猴、雞、狗、豬。

鼠：晚上11時到第二天1時（即“子時”）。這時候，老鼠膽量最壯，活動最頻繁，所以，子時同鼠搭配。

牛：淩晨1-3時（即“丑時”）。這時候牛吃足了草，“倒嚼”最細、最慢、最舒適，所以丑時同牛搭配。

虎：淩晨3-5時（即“寅時”）。據古書載，這時候，老虎最活躍、最兇猛、傷人最多，因此寅時同虎搭配。

兔：清晨5-7（即“卯時”）。這時，太陽還沒露出臉面，月亮的光輝還未隱退完全。玉兔是月亮代稱，是月宮神話中惟一的動物，這樣卯時就同兔搭配。

龍：早晨7-9時（即“辰時”）。傳說這是群龍行雨的時候，龍是神話中的動物，於是辰時屬龍。

蛇：上午9-11時（即“巳時”）。據說這時候的蛇不會傷人，也不在人行走的路上遊蕩，多隱蔽在草叢中，這樣巳時就屬於蛇的了。

 馬：上午11時至下午1時（即“午時”）。依據道士的說法，中午太陽當頂，陽氣達到達極點，陰氣漸漸增加，在陰陽換柱之時，一般動物都躺著休息，只有馬還習慣地站著，甚至睡覺也站著，從不躺著。這樣，午時就屬馬了。

羊：下午1-3時（即“未時”）。據說羊在這時候灑尿最勤，灑出的尿可治癒自身一種驚瘋病，因此，未時屬羊。

 猴：下午3-5時（即“申時”）。這時候，猴子最喜歡啼叫，聲音拉得最長，最洪亮。所以申時屬猴。

 雞：下午5-7時（即“酉時”）。這時候，日落山崗，雞開始進籠歸窩、夜宿，於是酉時屬雞。

 狗：晚上7-9時（即“戌時”）。黑夜來臨，狗看家，守夜的警惕性最高，並產生一種特殊的視力和聽力，看得最遠，聽得最清楚。所以戌時屬狗。

 豬：晚上9-11時（即“亥時”）。這時候豬睡得最酣，發出的鼾聲最洪亮，全身肌肉抖動得最厲害、長肉最快，於是亥時屬豬。