傳統的說法
周易的成書時間歷來頗多爭論。傳說遠古的伏羲創八卦、夏禹將其擴充為六十四卦，六十四卦被記載在《連山》一書，《連山》以「艮」為第一卦。到了商朝，六十四卦的次序被重新排列，被記載在《歸藏》一書，以「坤」為第一卦。
依據司馬遷《史記》的記「文王拘而演周易」，後人因此認為《易經》是商朝末年、西周之初的時候確立，是周文王奠定了《易經》以「乾」為第一卦，並為每一卦寫下「卦辭」（卦象的解釋）。周文王之子、周武王之弟周公旦則被認為是「爻辭」（每一爻的解釋）的創立者。卦辭和爻辭的內容不單影響周朝的歷史，也影響到「詩經」的文學風格。
《十翼》被認為是春秋時期孔子的弟子與再傳弟子作品。它是對《易經》的詮釋，有十篇，包括：一、彖上傳，二、彖下傳，三、象上傳（又稱「大象」），四、象下傳（又稱「小象」），五、繫辭上傳，六、繫辭下傳，七、文言傳（文言是解釋二卦經文的言語），八、序卦傳，九、說卦傳，十、雜卦傳。但根據記載，《十翼》的分類方法尚有其他方式，分類方法並未達致統一。到了漢武帝以後，十翼被稱為《易傳》，並被視為《周易》的一部分。
現代的說法
在近五十年，出現了新的《易經》歷史研究，西方和中國的學者根據商、周朝的占卜用的獸骨和龜甲上的甲骨文，青銅器上的鐘鼎文以及其它史料研究。1973年，湖南長沙的西漢馬王堆出土了將近完整的、公元前二世紀的《易經》、《道德經》和其它書籍，是現存《易經》的最早版本，並包含了以前一直被認為是孔子所著的〈繫辭傳〉上、下，但並不包括《十翼》其它的部分。
當代的學者懷疑周文王、孔子並非《易經》的作者，部分學者更認為六十四卦的概念比八卦更早形成。學者比較過長沙馬王堆出土的《易經》和周朝的鐘鼎文之後，認為《易經》不可能是周文王所著，最可能的成書日期應是西周後期，大約公元前九世紀末。
現時一般認為《易經》並非任何一個傳說或歷史人物的著作，而是西周時期占筮用的文字編纂而成。
至於《易傳》，宋代的歐陽修即已懷疑《易傳》不是同一人所作，當代的學者認為《易傳》裏面的篇章最早出現於中國戰國時期，但亦有部分篇章是西漢年代所著。