文献考证
1975年12月，湖北云梦睡虎地发掘两批秦代竹简，其中有关“盗者”的内容：
“子，鼠也，盗者锐口，稀须，……丑，牛也，盗者大鼻长颈，……寅，虎也，盗者状，希须，面有黑焉。卯，兔也，盗者大面头。辰，盗者男子，青赤色……巳，虫也，盗者长而黑蛇目。午，鹿也，盗者长颈小哘，其身不全。……未，马也，盗者长须耳。申，环也，盗者圆面……酉，水也……戌，老羊也……亥，豕也。”
上述与现代生肖次第基本相同，但辰未写生肖；午对鹿；未对马；戌对老羊。
1986年4月，甘肃天水放马滩秦代墓葬出土甲、乙两种《日书》竹简，年代与睡虎地秦简相近。甲种竹简也有盗者的记录：
（请注意：该记录生肖与地支的对应关系与现代相比，除“辰虫巳鸡”外，其余完全相同。）
子，鼠矣。丑，牛矣。寅，虎矣。卯，兔矣。辰，虫矣。巳，蛇矣。午，马矣。未，羊矣。申，猴矣。酉，鸡矣。戌，犬矣。亥，豕矣。
《诗经·小雅》载“吉日庚午，即差我马”，反映午马相对。但学者指出，秦简的午对应鹿而非马，午马不过是巧合。
最早完整记录十二生肖且与今相同的是东汉王充的《论衡》。《论衡》卷三《物势篇》：
”寅木也，其禽虎也；戌土也，其禽犬也；丑未亦土也，丑禽牛，未禽羊也。木胜土，故犬与牛羊为虎所服也。亥水也，其禽豕也；巳火也，其禽蛇也；子亦水也，其禽鼠也；午亦火也，其禽马也……午马也，子鼠也，酉鸡也，卯兔也。水胜火，鼠何不逐马？金胜木，鸡何不啄兔？亥豕也，未羊也，丑牛也。土胜水，牛羊何不杀豕？巳蛇也，申猴也。火胜金，蛇何不食猕猴？“
同书卷二三《言毒篇》则云：
”辰为龙，巳为蛇，辰巳之位在东南。龙有毒，蛇有蜇，故蝮有利牙，龙有逆鳞。木生火，火为毒，故苍龙之兽含火星。“
可见，最迟在东汉十二生肖已全部定型。清代梁章缸在《浪迹丛谈·续谈》也转述《论衡》的记载。
《北史·宇文护传》记述后周宇文护的母亲在齐的信：“昔在武川镇生汝兄弟，大者属鼠，次者属兔，汝身属蛇。”这是以生肖联系出生年见于正史的较早记载。
起源
古文献记载未解决十二生肖的文化源头，古今学者对此众说纷纭。
星宿说
古人将黄道与赤道附近的恒星分为“二十八星宿”。二十八宿分别代表一种动物。古代将周天等分十二分，用十二支表示，而十二支配属生肖，生肖与二十八星宿存在对应关系。明代大学士王鏊认为，二十八种动物配属二十八星宿，并“以七曜统之”，成“女土蝠，虚日鼠，危月燕，子也”的格局。清代李长卿在《松霞馆赘言》认为，二十八宿配动物“即前十二属加一倍者也“，“亢金龙，辰官也，角木蛟附焉。蛟，龙类也”，体现十二生肖为基础凑齐二十八种星宿动物。但该说难免有附会，二八星宿配动物的记载要晚于十二生肖。
岁星说
木星十二年运行一周天，从木星位置可确定年度支序。《玉函山房辑佚书》认为每十二年，“三岁穰，三岁毁，三岁康，三岁旱”，另说是“天下六岁一穰，六岁一康，几十二岁一饥”。植物兴衰和动物生活环境存在周期，食草动物（鼠、牛、马、羊）和肉食杂食动物在不同年份的生活条件大不相同，不同年份出生的人如能模仿当年生长旺盛的动物，从而形成生肖动物，以此推定动物兴衰与木星年有关，十二生肖和十二辰相统一。
图腾说
原始社会的先民常用某种动物、无生物或自然现象的图形作为本氏族的保护神和标志，即图腾。《山海经》诸如人和野兽的混合形象形象就是远古各地的图腾神。夏族的图腾是熊或鱼，商族的图腾是玄鸟，周族的图腾则有龙、鸟、龟、犬、虎诸说。十二生肖除龙为虚幻之物，其余皆是日常可见。其中可分两类，即“六畜”（马牛羊鸡狗猪）和“六兽”（鼠虎兔龙蛇猴），前者是人们为了经济目的而驯养，后者则一定程度骚扰人类生活，先民对其心生畏惧的动物。 因此这些动物被作为本氏族的名号标记来崇拜。
民族学者刘尧汉从彝族的图腾遗迹，反推“十二兽历”的来源，桂西彝和毛道彝的十二兽历法将人与纪历十二兽同列，“是原始人人兽不分的思想意识在现实的遗留”。彝族仍用十二兽历纪日并用于集市之名（如虎街、兔街）。《史记·五帝本纪》记述黄帝“教熊罴貔貅躯虎，以与炎帝战于阪泉之野”，文中所言是各部落图腾，绝非真有降龙伏虎本领。十二生肖来源于原始社会的图腾崇拜，成令人信服的学说。
外来说
清代赵翼在《陔余丛考》中，“盖北俗初无所谓子丑寅卯之十二辰，但以鼠牛虎兔之类分纪岁时，浸寻流传于中国，遂相沿不废耳”，认定生肖的外来性质。
郭沫若在《释干支》中，认为生肖源于巴比伦的黄道十二宫，汉代西域诸国仿十二宫而造十二生肖。古希腊、古埃及、巴比伦等古国也有类似的十二生肖，仅动物不同，由此生肖也许并非起源于中国。但秦简的出土推翻此说，世界各国都有类似的动物崇拜，反加强图腾说的合理性。
