文獻考證
1975年12月，湖北雲夢睡虎地發掘兩批秦代竹簡，其中有關“盜者”的内容：
“子，鼠也，盜者銳口，稀須，……醜，牛也，盜者大鼻長頸，……寅，虎也，盜者狀，希須，面有黑焉。卯，兔也，盜者大面頭。辰，盜者男子，青赤色……巳，蟲也，盜者長而黑蛇目。午，鹿也，盜者長頸小哘，其身不全。……未，馬也，盜者長須耳。申，環也，盜者圓面……酉，水也……戌，老羊也……亥，豕也。”
上述與現代生肖次第基本相同，但辰未寫生肖；午對鹿；未對馬；戌對老羊。
1986年4月，甘肅天水放馬灘秦代墓葬出土甲、乙兩種《日書》竹簡，年代與睡虎地秦簡相近。甲種竹簡也有盜者的記錄：
（請注意：該記錄生肖與地支的對應關系與現代相比，除“辰蟲巳雞”外，其餘完全相同。）
子，鼠矣。醜，牛矣。寅，虎矣。卯，兔矣。辰，蟲矣。巳，蛇矣。午，馬矣。未，羊矣。申，猴矣。酉，雞矣。戌，犬矣。亥，豕矣。
《詩經·小雅》載“吉日庚午，即差我馬”，反映午馬相對。但學者指出，秦簡的午對應鹿而非馬，午馬不過是巧合。
最早完整記錄十二生肖且與今相同的是東漢王充的《論衡》。《論衡》卷三《物勢篇》：
”寅木也，其禽虎也；戌土也，其禽犬也；醜未亦土也，醜禽牛，未禽羊也。木勝土，故犬與牛羊為虎所服也。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，其禽馬也……午馬也，子鼠也，酉雞也，卯兔也。水勝火，鼠何不逐馬？金勝木，雞何不啄兔？亥豕也，未羊也，醜牛也。土勝水，牛羊何不殺豕？巳蛇也，申猴也。火勝金，蛇何不食猕猴？“
同書卷二三《言毒篇》則雲：
”辰為龍，巳為蛇，辰巳之位在東南。龍有毒，蛇有蜇，故蝮有利牙，龍有逆鱗。木生火，火為毒，故蒼龍之獸含火星。“
可見，最遲在東漢十二生肖已全部定型。清代梁章缸在《浪迹叢談·續談》也轉述《論衡》的記載。
《北史·宇文護傳》記述後周宇文護的母親在齊的信：“昔在武川鎮生汝兄弟，大者屬鼠，次者屬兔，汝身屬蛇。”這是以生肖聯系出生年見于正史的較早記載。
起源
古文獻記載未解決十二生肖的文化源頭，古今學者對此衆說紛纭。
星宿說
古人将黃道與赤道附近的恒星分為“二十八星宿”。二十八宿分别代表一種動物。古代将周天等分十二分，用十二支表示，而十二支配屬生肖，生肖與二十八星宿存在對應關系。明代大學士王鏊認為，二十八種動物配屬二十八星宿，并“以七曜統之”，成“女土蝠，虛日鼠，危月燕，子也”的格局。清代李長卿在《松霞館贅言》認為，二十八宿配動物“即前十二屬加一倍者也“，“亢金龍，辰官也，角木蛟附焉。蛟，龍類也”，體現十二生肖為基礎湊齊二十八種星宿動物。但該說難免有附會，二八星宿配動物的記載要晚于十二生肖。
歲星說
木星十二年運行一周天，從木星位置可确定年度支序。《玉函山房輯佚書》認為每十二年，“三歲穰，三歲毀，三歲康，三歲旱”，另說是“天下六歲一穰，六歲一康，幾十二歲一饑”。植物興衰和動物生活環境存在周期，食草動物（鼠、牛、馬、羊）和肉食雜食動物在不同年份的生活條件大不相同，不同年份出生的人如能模仿當年生長旺盛的動物，從而形成生肖動物，以此推定動物興衰與木星年有關，十二生肖和十二辰相統一。
圖騰說
原始社會的先民常用某種動物、無生物或自然現象的圖形作為本氏族的保護神和标志，即圖騰。《山海經》諸如人和野獸的混合形象形象就是遠古各地的圖騰神。夏族的圖騰是熊或魚，商族的圖騰是玄鳥，周族的圖騰則有龍、鳥、龜、犬、虎諸說。十二生肖除龍為虛幻之物，其餘皆是日常可見。其中可分兩類，即“六畜”（馬牛羊雞狗豬）和“六獸”（鼠虎兔龍蛇猴），前者是人們為了經濟目的而馴養，後者則一定程度騷擾人類生活，先民對其心生畏懼的動物。 因此這些動物被作為本氏族的名号标記來崇拜。
民族學者劉堯漢從彜族的圖騰遺迹，反推“十二獸曆”的來源，桂西彜和毛道彜的十二獸曆法将人與紀曆十二獸同列，“是原始人人獸不分的思想意識在現實的遺留”。彜族仍用十二獸曆紀日并用于集市之名（如虎街、兔街）。《史記·五帝本紀》記述黃帝“教熊罴貔貅軀虎，以與炎帝戰于阪泉之野”，文中所言是各部落圖騰，絕非真有降龍伏虎本領。十二生肖來源于原始社會的圖騰崇拜，成令人信服的學說。
外來說
清代趙翼在《陔餘叢考》中，“蓋北俗初無所謂子醜寅卯之十二辰，但以鼠牛虎兔之類分紀歲時，浸尋流傳于中國，遂相沿不廢耳”，認定生肖的外來性質。
郭沫若在《釋幹支》中，認為生肖源于巴比倫的黃道十二宮，漢代西域諸國仿十二宮而造十二生肖。古希臘、古埃及、巴比倫等古國也有類似的十二生肖，僅動物不同，由此生肖也許并非起源于中國。但秦簡的出土推翻此說，世界各國都有類似的動物崇拜，反加強圖騰說的合理性。
