율리우스력은 고대 로마의 율리우스 카이사르에 의해 도입되었다. 카이사르는 이집트 원정 때 로마 역법 체계의 문제점을 깨닫고, 기원전 45년 1월 1일 이집트 역법에 기초한 새 역법을 시행하였다. 율리우스력은 제정 당시에 알려진 1년 길이의 평균값인 365.25에 근거하여 평년은 365일, 4년마다 돌아오는 2월 29일을 추가하는 윤년 계산 방법을 두었다. 이 경우에 1년의 길이는  천문학의 회귀년 365.2422일보다 0.0078일(11분 14초)이 길어서 128년에 1일의 편차가 났다.

이런 편차가 누적되다 보니 16세기에 이르러 춘분이 무려 10일이나 앞당겨지는 현상이 생겼다. 춘분은 크리스트교도들이 부활절을 정할 때 기준이 되는 날이었으므로(춘분을 지나서 첫 보름달이 뜬 후 첫 번째 일요일을 부활절로 정함) 부활절을 정확하게 지키지 못하는 문제가 나타났다.

1576년 교황 그레고리우스 13세가 천문학자와 수학자, 성직자들로 구성된 위원회를 소집하였다. 이 자문 기관은 물리학자 릴리우스가 제안한 안을 채택하였다. 릴리우스는 당시 천문학자들의 생각처럼 복잡한 천체 운동을 반영하여 역법을 고안하면 일반인들이 어려워 할 것이라 보고, 정확한 천문 데이터를 바탕으로 회귀년 길이의 평균값을 채택하자고 하였다.

릴리우스는 연도가 4의 배수인 해를 윤년으로 삼아 하루를 더하는 율리우스력의 방식을 받아들이되, 100의 배수인 해는 평년으로, 400의 배수인 해는 다시 윤년으로 하는 규칙을 추가할 것을 제안하였다. 이것은 1만년에 3일이 절기와 차이가 생기는 정도이므로, 그레고리우스력은 과학적 논쟁에 휘말리지 않으면서도 절기에 더 잘 들어맞는 특성을 갖게 되었다.

1582년 2월 24일 교황 그레고리우스 13세는 기존 율리우스력을 대신할 새 역법을 사용하라는 교서를 발표하였다. 그 해 10월 4일(목요일) 다음날을 10일 건너뛴 10월 15일(금요일)로 변경한다는 것이었다. 그 이후로 윤년은 해당 연도가 400의 배수일 때만 적용되었다(예: 2000년, 2400년, 2800년이 윤년에 해당). 로마가톨릭교 국가들은 곧바로 그레고리우스력을 채택하였지만, 개신교와 그리스정교 국가에서는 이를 거부하였다.

노르웨이와 덴마크에서는 1700년에, 영국과 미국을 포함한 그 식민지들은 1752년에 그레고리우스력을 받아들였다. 일본은 1873년에, 중국은 1912년에, 러시아는 혁명 후인 1918년에, 그리스는 1923년에 그레고리우스력을 채택하였다. 이와 같이 나라마다 역법이 달랐기 때문에 역사가들은 어떤 사건이 정확히 언제 일어났는지 규명해야 할 필요가 생겨났다. 

우리나라는 1895년 10월 26일(음력 9월 9일)에 조선 정부(을미개혁, 김홍집 내각)가 같은 해 음력 11월 17일을 1896년 1월 1일로 하고, 태양력 채택을 기념하여 건양이라는 독자적 연호를 사용하기로 결정한 이래 현재까지 그레고리우스력을 쓰고 있다.