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Il Calendario giuliano fu elaborato dall'astronomo greco Sosigene di Alessandria, ma fu Giulio Cesare (da cui prende il nome) a promulgarlo, nella sua qualità di Pontefice Massimo, nei domini di Roma nell'anno 46 AC.
Il nuovo calendario entrò in vigore nel 45 AC. Questo è talvolta chiamato l'anno della confusione, in quanto si dovettero aggiungere 85 giorni per compensare gli errori accumulati. Allo scopo furono aggiunti due mesi fra novembre e dicembre, uno di 33 giorni e l'altro di 34, oltre al mese di febbraio. Questa confusione ebbe varie ripercussioni nei successivi 50 anni fino a circa l'8 DC. Infatti dopo la morte di Giulio Cesare (44 AC si commisero vari errori facendo diventare bisestili alcuni anni che non lo dovevano essere e saltando quelli corretti). Fu poi Augusto nell'8 AC a sistemare l'errore ordinando che per un tot numero di anni non ci fossero più i bisestili. Le cose vennero ripristinate alla normalità dall'8 DC in poi. Gli anni bisestili furono quindi 45 AC, 42 AC, 39 AC, 36 AC, 33 AC, 30 AC, 27 AC, 24 AC, 21 AC, 18 AC, 15 AC, 12 AC, 9 AC, 8.
La riforma giuliana, in sostanza, riprendeva il Calendario egiziano riformato da Canope e consisteva nel fissare l'inizio dell'anno il 1 gennaio, invece del tradizionale 1 marzo (i mesi di settembre, ottobre, novembre e dicembre erano rispettivamente il settimo, l'ottavo, il nono ed il decimo dell'anno). L'anno conta 365 giorni divisi in 12 mesi, eccetto i bisestili con 366 giorni aggiungendone uno al mese di febbraio. Ne consegue che il calendario giuliano è ciclico ogni 4 anni equivalenti a 365 * 4 + 1 = 1461 giorni; considerando anche i giorni della settimana, allora il calendario giuliano è ciclico ogni 1461 * 7 = 10.227 giorni che equivalgono a 4 * 7 = 28 anni (questo perché 1461 non è divisibile per 7).
Il Calendario giuliano considera bisestili tutti gli anni il cui numero è divisibile per 4, anche se terminano per doppio zero. Con questo calendario si commette un errore di 7,5 giorni ogni 1000 anni. Il giorno in più si aggiunge dopo il 23 marzo (sexto calendas martii), per questo si chiama "bis sexto" da cui deriva il nome dell'anno anomalo. L'equinozio invernale doveva essere il 25 marzo.
Il primo anno bisestile fu il 45 AC fino all'1 AC, anch'esso bisestile e poiché non esistette l'anno zero il bisestile successivo fu l'anno 4 DC; quindi la regola degli anni bisestili divisibili per 4 vale solo per gli anni dopo Cristo; mentre per quelli precedenti alla nascita di Gesù è bisestile se il suo valore assoluto decrementato di 1 è divisibile per 4.
Un anno giuliano equivale in media (ogni 4 anni) ad esattamente 365,25 giorni. La lunghezza media di un anno è di 365,242199 giorni, il che significa che l'anno giuliano è di circa 11 minuti e 14 secondi più lungo, quindi si ha un giorno di troppo ogni poco più di 128 anni. Questo errore venne corretto con l'introduzione del calendario gregoriano; quest'ultimo venne introdotto il 4 ottobre 1582 (calendario giuliano), ma tale giorno fu fatto seguire dal 15 ottobre 1582 (calendario gregoriano) per eliminare i 10 giorni di troppo che si erano accumulati. Il calendario gregoriano abbassa l'errore a soli 26 secondi di troppo ogni anno e quindi occorrono circa 3.323 anni per avere un giorno in più.
I mesi sono quindi i seguenti:
Il settimo mese (quintilis) fu dedicato a Giulio Cesare nel 44 AC per iniziativa di Marco Antonio, l'ottavo (sextilis) a Ottaviano Augusto per iniziativa del Senato nel 23 AC.
Per lusingare la vanità di Augusto, al mese a lui dedicato furono assegnati 31 giorni, togliendone uno a Febbraio, e per non avere tre mesi successivi di 31 giorni, settembre passò a 30, ottobre a 31, novembre a 30 e dicembre a 31.
Altri cambiamenti di nome dei mesi non sopravvissero. Caligola chiamò "germanico" settembre, Nerone chiamò "claudio" maggio e "germanico" giugno, e Domiziano chiamò "germanico" settembre e "domiziano" ottobre. Anche Carlomagno avrebbe tentato di dare nuovi nomi ai mesi: wintarmanoth, hornung, lentzinmanoth, ostarmanoth, winemanoth, brachmanoth, heuvimanoth, aranmanoth, witumanoth, wintumanoth, windumemanoth, herbistmanoth e heilagmanoth.
Il modo di contare i giorni continuò nella tradizione romana fino a che i Visigoti introdussero l'abitudine di assegnare un numero progressivo ai giorni, metodo che però divenne ufficiale solo con Carlomagno. Nonostante questo fino all'età moderna, l'abitudine popolare era di indicare il giorno con il santo che in esso si venerava.
Questo calendario è stato utilizzato fino all'introduzione del calendario gregoriano, ma nel 321 l'Imperatore Costantino introdusse la settimana di sette giorni: lunedì, martedì, mercoledì, giovedì, venerdì, sabato e domenica. Inoltre decretò che fosse la domenica (dies solis) giorno di riposo dedicato a Dio, invece del sabato, tradizionale non solo per gli Ebrei ma anche per i gentili in quanto se Gesù era morto il sesto giorno della settimana ebrea, doveva essere risuscitato la domenica.
D'altro lato si soddisfaceva anche un'altra religione molto popolare: il culto di Mitra, dio dei patti e dell'amicizia nella religione indiana del periodo vedico che adorava il sole.
Si ricorda infine che la settimana di sette giorni già si trovava nel Calendario egiziano.
