Kinh Dịch được cho là có nguồn gốc từ huyền thoại Phục Hy (伏羲 Fú Xī). Theo nghĩa này thì ông là một nhà văn hóa, một trong Tam Hoàng của Trung Hoa thời thượng cổ (khoảng 2852-2738 TCN, theo huyền thoại), được cho người sáng tạo ra bát quái (八卦 bā gùa) là tổ hợp của ba hào. Dưới triều vua Vũ (禹 Yǔ) nhà Hạ, bát quái đã phát triển thành quẻ, có tất cả sáu mươi tư quẻ (六十四卦 lìu shí­ sì gùa), được ghi chép lại trong kinh Liên Sơn (連山 Lián Shān) còn gọi là Liên Sơn Dịch. Liên Sơn, có nghĩa là "các dãy núi liên tiếp" trong tiếng Hoa, bắt đầu bằng quẻ Thuần Cấn (艮 gèn) (núi), với nội quái và ngoại quái đều là Cấn (tức hai ngọn núi liên tiếp nhau) hay là Tiên Thiên Bát Quái.

Sau khi nhà Hạ bị nhà Thương thay thế, các quẻ sáu hào được suy diễn ra để tạo thành Quy Tàng (歸藏 Gūi Cáng; còn gọi là Quy Tàng Dịch), và quẻ Thuần Khôn (坤 kūn) trở thành quẻ đầu tiên. Trong Quy Tàng, đất (Khôn) được coi như là quẻ đầu tiên. Vào thời kỳ cuối của nhà Thương, vua Văn Vương nhà Chu diễn giải quẻ (gọi là thoán hay soán) và khám phá ra là quẻ Thuần Càn (乾 qián) (trời) biểu lộ sự ra đời của nhà Chu. Sau đó ông miêu tả lại các quẻ theo bản chất tự nhiên của chúng trong Thoán Từ (卦辭 guà cí) và quẻ Thuần Càn trở thành quẻ đầu tiên. Hậu Thiên Bát Quái ra đời.

Khi vua Chu Vũ Vương (con vua Văn Vương) tiêu diệt nhà Thương, em ông là Chu Công Đán tạo ra Hào Từ (爻辭 yáo cí), để giải thích dễ hiểu hơn ý nghĩa của mỗi hào trong mỗi quẻ. Tính triết học của nó ảnh hưởng mạnh đến chính quyền và văn học thời nhà Chu (khoảng 1122-256 TCN).

Muộn hơn, trong thời kỳ Xuân Thu (khoảng 722-481 TCN), Khổng Tử đã viết Thập Dực (十翼 shí yì), để chú giải Kinh Dịch. Ông nói "Nếu trời để cho ta sống thêm mươi năm nữa thì ta sẽ đọc thông Kinh Dịch. Năm mươi tuổi mới học Kinh Dịch cũng có thể không mắc phải sai lầm lớn.".[1] Vào thời Hán Vũ Đế (漢武帝 Hàn Wǔ Dì) của nhà Tây Hán (khoảng 200 TCN), Thập Dực được gọi là Dịch truyện (易傳 yì zhùan), và cùng với Kinh Dịch nó tạo thành Chu Dịch (周易 zhōu yì).

Trong hơn 50 năm qua, lịch sử "hiện đại" của Kinh Dịch đã trỗi dậy, dựa trên cơ sở các phê phán và tìm kiếm bản khắc mai rùa thời Thương và Chu cũng như bản khắc trên đồ đồng thời Chu và các nguồn khác (xem dưới đây). Việc xây dựng lại nguồn gốc của Kinh Dịch này có quan hệ với một loạt các cuốn sách như The Mandate of Heaven: Hidden History in the I Ching của tác giả: S. J. Marshall và Zhouyi: The Book of Changes của Richard Rutt, (xem Tham khảo dưới đây). Các nghiên cứu khoa học có liên quan đến cách hiểu mới về Kinh Dịch bao gồm các luận án tiến sĩ của Richard Kunst và Edward Shaughnessy. Các công trình khoa học này được giúp đỡ rất nhiều bởi phát hiện trong những năm 1970 của các nhà khảo cổ học Trung Quốc về các ngôi mộ cổ còn gần như nguyên vẹn từ thời nhà Hán ở Mã Vương Đôi (馬王堆) gần Trường Sa, tỉnh Hồ Nam. Một trong các ngôi mộ chứa bản Kinh Dịch gần như còn hoàn hảo vào khoảng thế kỷ II TCN, Đạo Đức Kinh và các tác phẩm khác, nói chung rất giống với những bản còn tồn tại đến ngày nay tuy có một số sai biệt nhỏ.

Văn bản trong ngôi mộ cổ bao gồm cả những chú giải bổ sung của Kinh Dịch mà trước đây người ta không được biết và có vẻ như được viết ra (như người ta vẫn gán cho) bởi Khổng Tử. Mọi văn bản trong ngôi mộ ở Mã Vương Đôi là sớm hơn vài thế kỷ so với các bản sớm nhất được công nhận. Khi nói về sự tiến hóa của Kinh Dịch các nhà khoa học nghiêng về xu hướng hiện đại cho rằng đây là điều quan trọng để phân biệt giữa văn bản của Kinh Dịch truyền thống và văn bản giống như Kinh Dịch (mà theo họ là sai niên đại), nằm trong những chú giải được thần thánh hóa suốt hàng thế kỷ cùng với chủ thể của chúng, và các nghiên cứu lịch sử gần đây nhất còn nhận được hỗ trợ bởi các phê phán của các nhà ngôn ngữ học hiện đại và khảo cổ học. Nhiều người cho rằng các văn bản này không nhất thiết phải loại trừ lẫn nhau.

Tuy đa phần các văn bản và học giả xưa nay đều cho rằng Kinh Dịch là sản phẩm của nền văn hóa Hoa Hạ tại Trung Quốc, gần đây một số tác giả Việt Nam như Kim Định, Nguyễn Thiếu Dũng và Thích Viên Như[2] lại cho rằng Kinh Dịch do người Việt cổ sáng chế, dựa trên việc có một số khái niệm giống như Kinh Dịch được mã hóa trên các họa tiết trống đồng và tranh Đông Hồ. Tuy nhiên, những giả thuyết này mang tính suy diễn chủ quan, vẫn chưa thoát khỏi sự ràng buộc của truyền thuyết và cũng chưa tìm được các bằng chứng khảo cổ để chứng minh, nên chưa đủ sức thuyết phục ngay cả đối với giới học giả trong nước Việt Nam. Mặt khác, đối chiếu niên đại thì các giả thuyết này thể hiện sự vô lý: trống đồng của người Việt có niên đại cổ nhất là khoảng gần 2.800 năm trước, tranh Đông Hồ thì chỉ mới xuất hiện vài trăm năm trước, trong khi các yếu tố của Kinh Dịch đã được người Trung Quốc ghi lại trên giáp cốt văn từ thời nhà Thương cách đây 3.500 năm rồi, nên càng không có căn cứ để nói rằng Kinh Dịch là sáng tạo của người Việt.