Dua belas binatang dalam shio terbentuk pada masa awal peradaban Tiongkok, sehingga sangat sulit menelusur asal-muasalnya. Banyak kisah dan cerita yang menceritakan mengenai penetapan dua belas hewan ini menjadi bagian dari shio.
Salah satu legenda mengisahkan bahwa Kaisar Giok menitahkan bahwa tahun-tahun dalam penanggalan akan dinamai dengan nama-nama hewan berdasar urutan mereka sampai ke kediamannya. Untuk mencapai tempat tujuan, hewan-hewan tersebut harus menyeberang sebuah sungai. Kucing dan tikus tidak bisa berenang, tetapi mereka pandai, dan meminta tumpangan pada kerbau. Kerbau yang baik hati dan naif mempersilakan mereka naik di punggungnya. Dalam legenda lain dikatakan bahwa kerbau bersedia memberi tumpangan agar bisa mendengar nyanyian tikus. Saat kerbau sudah hampir sampai ke tepi, tikus mendorong kucing hingga jatuh ke sungai, kemudian segera turun dari punggung kerbau dan mendahuluinya menemui Kaisar Giok. Hal ini menjadikan tikus menjadi hewan pertama dalam shio, diikuti kerbau. Meski kuat, macan sempat terseret arus ke hilir sehingga dia datang di urutan ketiga.
Hewan keempat yang datang adalah kelinci yang menyeberang dengan melompati batu-batu yang ada. Dia sempat kehilangan pijakan di tengah jalan, tetapi beruntung menemukan kayu yang mengapung untuk pegangan yang mengantarkan kelinci ke tepi. Meski dapat terbang dengan cepat, naga baru tiba setelah kelinci lantaran harus menurunkan hujan terlebih dulu di suatu desa, juga membantu kelinci yang saat itu berpegangan di kayu dengan menghembuskan napas sehingga kelinci dapat terdorong ke tepi.
Kuda tiba setelah naga, tetapi dia terkejut melihat ular yang bersembunyi di tapal kuda tiba-tiba muncul, menjadikannya jatuh dan memberi ular tempat keenam. Kuda sendiri berada di urutan ketujuh. Setelahnya, kambing, monyet, dan ayam tiba bersama-sama. Ayam menemukan rakit untuk menyeberang, sedangkan monyet dan kambing menyeret dan menarik rakitnya, berusaha menyingkirkan semua rumput liar. Kaisar Giok berkenan atas kerja sama mereka, kemudian menyatakan kambing sebagai hewan kedelapan, monyet sebagai hewan kesembilan, dan ayam sebagai hewan kesepuluh.
Hewan kesebelas yang datang adalah anjing. Meski pelari dan perenang yang baik, anjing menghabiskan waktunya untuk bermain di air. Babi tiba di urutan kedua belas yang sebelumnya dia makan terlebih dahulu dan jatuh tertidur di tengah perjalanan. Kucing yang sudah tenggelam tidak dimasukkan menjadi anggota dua belas shio, dan dikatakan ini menjadi alasan kucing selalu memburu tikus.
Sebuah legenda lain mengisahkan bahwa pada suatu hari, dewa mengumumkan akan mengadakan jamuan yang dilangsungkan esok hari. Namun tikus membohongi kucing dan mengatakan bahwa jamuan dilangsungkan lusa. Pada hari yang ditetapkan, dua belas hewan mendatangi jamuan dewa, tidak termasuk kucing yang mengira bahwa jamuan masih dilangsungkan besok. Dalam Buddha, dikisahkan bahwa Gautama Buddha mengundang semua hewan di dunia untuk menemuinya sebelum dia pergi dari bumi, tetapi hanya dua belas binatang yang mendatangi undangannya. Untuk menghargai kedatangan mereka, Buddha menamakan tahun dengan nama mereka sesuai urutan kedatangan dua belas binatang tadi.
Shio digunakan tidak hanya terbatas di kalangan Tionghoa. Shio biasanya muncul di kartu Tahun Baru Korea dan Tahun Baru Jepang. Shio juga digunakan di negara-negara Asia yang terpengaruh dengan kebudayaan Tionghoa, meski terdapat perbedaan sebagian binatang dalam shio.
Shio Korea pada dasarnya serupa dengan shio Tionghoa. Namun huruf Hanja-eo μ (yang) biasanya secara khusus mengacu pada domba dalam bahasa Korea, sedangkan untuk kambing adalah μΌμ (yeomso).
Dalam shio Jepang, domba (hitsuji) digunakan menggantikan kambing (yagi) dan celeng (inoshishi, i) menggantikan babi (buta). Sejak 1873, Jepang merayakan tahun baru pada 1 Januari mengikuti penanggalan masehi Gregorius.
Dalam shio Vietnam, hewan keempat dalam shio bukanlah kelinci, tetapi kucing. Dalam shio Cham, penyu (disebut kra dalam bahasa setempat) menggantikan monyet. Di Shio Melayu, hewan kancil menggantikan kelinci dan kura-kura menggantikan babi. Naga terkadang disebut juga ular besar, sedangkan hewan keenam disebut “ular kedua” atau “ular sani”.
Dalam shio Thailand, awal tahun dimulai pada hari pertama bulan kelima penanggalan lunar Thailand atau pada perayaan Songkran.
Di Kazakhstan, siklus binatang tahunan yang mirip digunakan oleh bangsa Tionghoa juga digunakan, tetapi mengganti naga dengan siput.