Bản đồ cổ của Trung Quốc thời Nhà Tống (1136) cho thấy đảo Hải Nam là cực nam của lãnh thổ Trung Quốc. (Lãnh thổ Trung Quốc (1136) không bao gồm đường chữ U bao trọn các quần đảo trên Biển Đông: Hoàng Sa, Trường Sa).Bản đồ Trung Quốc năm 1740 là bản sao nguyên gốc của bản đồ d'Anville 1735, do Thủ tướng Đức tặng Chủ tịch Trung Quốc. Lãnh thổ Nhà Thanh (đầu thời Càn Long khoảng 1735-1740, thời cực thịnh, cùng thời Chúa Nguyễn Việt Nam khai thác Hoàng Sa) không bao gồm đường chữ U bao trọn quần đảo Hoàng Sa (Paracels) và các quần đảo trên Biển Đông.Bản đồ Trung Quốc năm 1737, do chính Jean-Baptiste Bourguignon d'Anville vẽ, cũng thể hiện lãnh thổ Trung Quốc cũng chỉ đến đảo Hải Nam mà không bao gồm đường chữ U bao trọn quần đảo Hoàng Sa (Paracels) và các quần đảo trên Biển Đông.Hoàng triều trực tỉnh địa dư toàn đồ, do Nhà Thanh Trung Quốc in năm 1904, có ghi cực nam lãnh thổ Trung Quốc năm 1904 là đảo Hải Nam.

Thoạt tiên đây là "Đường mười một đoạn" và xuất hiện công khai lần đầu tiên vào tháng 2 năm 1948 trong phụ lục "Bản đồ vị trí các đảo Nam Hải" của "Bản đồ khu vực hành chính Trung Hoa Dân Quốc" do Cục Phương vực Bộ Nội chính Trung Hoa Dân Quốc phát hành.

Đường này xuất hiện do thời điểm đó Trung Hoa Dân quốc không có khả năng đo lường các hòn đảo để xác định mọi địa hình tạo đường phân định cho khu vực hành chính xung quanh vì thế họ vẽ ra đường chạy qua điểm giữa các hòn đảo và vùng đất lân bang để chỉ ra rằng các đảo nằm bên trong đường vẽ ra là lãnh thổ Trung Hoa. Đường này chạy qua điểm trung tuyến giữa các điểm nhô ra nhất của các hòn đảo và địa hình của đất liền xung quanh. Không hề có các tọa độ địa lý cụ thể được nêu ra và những bản đồ mỗi thời in đường mười một đoạn này lại khác nhau.[3]

Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa sau khi thành lập năm 1949 vẫn xác định cương vực trên Biển Đông theo "đường mười một đoạn" của Trung Hoa Dân Quốc, đến năm 1953 thì bỏ hai đoạn trong vịnh Bắc Bộ, trở thành "đường chín đoạn".

Đường chín đoạn bao trọn bốn nhóm quần đảo, bãi ngầm lớn trên Biển Đông là quần đảo Hoàng Sa, quần đảo Trường Sa, quần đảo Đông Sa và bãi Macclesfield với khoảng 75% diện tích mặt nước của Biển Đông, chỉ còn lại khoảng 25% cho tất cả các nước Philippines, Malaysia, Brunei, Indonesia và Việt Nam, tức mỗi nước được trung bình 5%.[4]

Trong suốt một thời gian dài, mặc dù cho xuất bản bản đồ có thể hiện "đường lưỡi bò" như trên, nhưng cả Chính phủ Trung Hoa Dân quốc lẫn Chính phủ Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa chưa bao giờ đưa ra lời tuyên bố hoặc giải thích chính thức gì về "đường lưỡi bò" đó.[5]

Năm 1993, chính phủ Đài Loan công bố Nam Hải Chính sách Cương lĩnh cho rằng Đường chín đoạn phân định ra vùng nước lịch sử. Nhưng đến năm 2003 Tổng thống Đài Loan Trần Thủy Biển đã bác bỏ chính sách này.[3]

Công hàm Trung Quốc gửi lên Tổng thư ký Liên Hiệp Quốc, tháng 5 năm 2009[6] đã làm tranh chấp căng thẳng thêm. Trong trang đầu, Trung Quốc tuyên bố quyền tối cao đối với "các đảo ở Biển Đông và các vùng biển lân cận", tuy nhiên, ý nghĩa của 9 đoạn trên bản đồ ở trang thứ hai là không rõ ràng. Ngoài ra, bản đồ này chứa một số lỗi như sau: Tỉ lệ xích thì đúng nhưng thước tỉ lệ thì vẽ sai: 1 km được thể hiện bằng 635 mét. Như vậy nếu dùng thước tỷ lệ này vào việc đo 200 hải lý (370 km) trên bản đồ, chỉ bằng 127 hải lý (235 km) trên thực địa. Hơn nữa, áp dụng thước tỷ lệ này trên các bản đồ của Mỹ thì hóa ra 1 km chỉ có 630 m. Đảo Lý Sơn được thể hiện gần như vô hình trong khi các đảo khác có kích thước tương tự, ví dụ đảo Cù Lao Chàm, được thể hiện rất rõ. Đảo Tri Tôn thuộc quần đảo Hoàng Sa, chỉ nằm cách đảo Lý Sơn 123 hải lý (227,8 km).[7], lại không có trên bản đồ.

Bản đồ đường chín đoạn thể hiện sai thước tỉ lệ.

Trong nửa đầu năm 2014, sau một thời gian kéo giàn khoan Hải Dương 981 vào vùng biển Việt Nam, ngày 25 tháng 6 năm 2014, báo chí Trung Quốc đã công bố bản đồ dọc có đường lưỡi bò nhưng lần này bổ sung thêm một đoạn thành Đường mười đoạn.[8]

Ngày 12 tháng 7 năm 2016, Tòa Trọng tài theo Phụ lục VII của Công ước Liên Hiệp Quốc về Luật biển năm 1982 ở The Hague, Hà Lan tuyên bố Philippines thắng kiện Trung Quốc về vấn đề Biển Đông và yêu sách đường lưỡi bò của Trung Quốc không có cơ sở pháp lý cũng như Trung Quốc không có “quyền lịch sử” với các vùng biển ở Biển Đông.[9]