W 45 roku p.n.e. (rok 709 AUC – od założenia Miasta) Juliusz Cezar przy pomocy swojego astronoma Sozygenesa z Aleksandrii wprowadził reformę kalendarza rzymskiego. Powodem reformy kalendarza było to, że wcześniej stosowany księżycowy kalendarz rzymski rozregulował się, w wyniku czego w 46 p.n.e. kalendarzowy grudzień wypadał we wrześniu. Dlatego, żeby ponownie zsynchronizować kalendarz z porami roku, rok 46 p.n.e. wydłużono o 90 dni.
Sozyges obliczył, że każdy rok składa się z 365, 25 dni. Określił on liczbę dni dla poszczególnych miesięcy, a luty uczynił miesiącem przestępnym raz na cztery lata. Zmiana jednak nie polegała na dodaniu do lutego jednego dnia, jak się to robi obecnie, lecz na powtórzeniu tego samego dnia. Tak więc co cztery lata każdy Rzymianin przeżywał dwa razy ten sam dzień. Ustalono go na 24 lutego. Powtórzony dzień został nazwany bissextilis, a rok przestępny nazywano również bissextilis lub bissextum. Początek nowego kalendarza został ustalony na dzień 1 stycznia. Miesiące przedstawiały się następująco:
- Ianuarius (31) – poświęcony Janusowi,
- Februarius (28) – przeznaczony na odbywane przed początkiem nowego roku februa, czyli obrzędy oczyszczające.
- Martius (31) – poświęcony Marsowi,
- Aprilis (30) – poświęcony Wenus,
- Maius (31) – poświęcony wszystkim bogom,
- Iunius (30) – poświęcony prawdopodobnie Lucjuszowi Juniusowi Brutusowi, albo Junonie,
- Quintilis (31) = „piąty”,
- Sextilis (31) = „szósty” – później Augustus na cześć cesarza Augusta,
- September (31) = „siódmy” – cesarz Kaligula zamierzał zmienić nazwę miesiąca na „Germanicus”, jednak zmiany nie zostały oficjalnie przyjęte,
- October (30) = „ósmy”,
- November (31) = „dziewiąty”,
- December (30) = „dziesiąty”.
Wcześniej występujący powtórzony miesiąc Mercedonius (nazywany także Intercalaris) został usunięty.
Wkrótce po zabójstwie Cezara, kapłani naliczali rok przestępny nie co cztery, lecz co trzy lata. Wniknęło to zapewne z pomyłki kapłana. Spowodowało to kolejne przesunięcia dni w kalendarzu. Pierwszymi latami przestępnymi były 45 p.n.e., 42 p.n.e. i 39 p.n.e. aż do 9 roku p.n.e., kiedy odkryto nieprawidłowość. Zaradził temu Oktawian August, który zakazał wprowadzania roku przestępnego przez następne 12 lat. Związane to było z wprowadzeniem, w ciągu 36 lat obowiązywania nowego kalendarza, 12 dni przestępnych, a nie 9 jak nakazywała reforma. Tak więc dopiero w 5 roku n.e. reforma kalendarza zakończyła się sukcesem. Wcześniejsze 50 lat (od 45 p.n.e. do 5 n.e.) nazywane jest „juliańskimi latami błędu”.
Kalendarz juliański utrzymał wszystkie zewnętrzne cechy poprzedniego, księżycowo-słonecznego kalendarza rzymskiego, a zwłaszcza wstawianie dodatkowego dnia w roku przestępnym pomiędzy 24 a 25 lutego, oraz podział miesiąca na fazy księżyca (co w czysto słonecznym kalendarzu juliańskim nie miało żadnego odbicia w rzeczywistości i utrzymywało się siłą przyzwyczajenia). Dodatkowo, mimo zmiany długości miesięcy, terminy: Nony oraz Idy pozostały takie, jak przed reformą Cezara – to znaczy, Nony przypadały na 7., Idy natomiast na 15. dnia tych miesięcy, które w kalendarzu królewskim mają po 31 dni (jest to marzec, maj, lipiec i październik), a w pozostałych na 5. (Nony) i 13. (Idy). Terminy te straciły w ludzkiej świadomości związek z fazami księżyca, na długo przed reformą juliańską.
Po upadku Rzymu w 476 roku n.e. kalendarz słoneczny Cezara obowiązywał w Europie przez wiele stuleci, np. w Hiszpanii, Portugalii, Polsce i Włoszech do 1582, w Rosji od 1700 do 1918 (wcześniej stosowano kalendarz bizantyjski, w którym rok zaczynał się 1 września), a w Grecji aż do 1923. Z racji na fakt, że kalendarz juliański spóźniał się o 1 dzień na 128 lat został on zastąpiony przez kalendarz gregoriański w roku 1582; do dzisiaj jednak niektóre Kościoły wciąż posługują się tym kalendarzem, aby podkreślić swoją odrębność.
