従来用いられたユリウス暦では通常の年（平年）は1年を365日とし、4年ごとに閏年をおいて366日として平均年を365.25日としていた。365（日）×4（年）+1（日）=1461（日）・・・4年間の日数1461（日）÷4（年）=365.25（日）・・・1年間の平均日数
しかし太陽年は約365.2422日であるため、ユリウス暦の方式では1000年ごとに約8日の誤差が生じる。これにより、比較的頻繁に補正することが必要であった。365.25（日）-365.2422（日）=0.0078（日）・・・1年ごとの誤差0.0078（日）×1000（年）=7.8（日）=約8（日）・・・1000年間の累積誤差
これに対して、新たに定められたグレゴリオ暦では平年は1年を365日とし、4年ごとに閏年をおいて366日とするところまではユリウス暦と変わらないものの、さらに調整を加えて平均年を365.2425日とした。この調整とは「西暦紀元（西暦）の年数が100で割り切れて、かつ400では割り切れない年は閏年としない[1]。」というルールを加えることである。これはすなわち400年間に3回、閏年とせずに平年に戻すことを意味した[2]。365（日）×4（年）+1（日）=1461（日）・・・ユリウス暦による4年間の日数1461（日）×100=1461（日）146100・・・ユリウス暦による400年間の日数146100（日）-3（日）=146097（日）・・・グレゴリオ暦における調整を経た400年間の日数146097（日）÷400（年）=365.2425（日）・・・1年間の平均日数
この調整により平均年を365.2425日とし、3300年に約1日の誤差とした。365.2425（日）-365.2422（日）=0.0003（日）・・・1年ごとの誤差0.0003（日）×3300（年）=0.99（日）=約1（日）・・・3300年間の累積誤差
この365.2425日という値を算出したのはコペルニクスである。もっとも、主要な天文学者が各々に算出した1年の長さ（もちろんその中にはコペルニクスも含む）の平均値がとられ、結果としてコペルニクスの値に近くなったという説もある。
平年および閏年のそれぞれにおける各月の日数はグレゴリオ暦もユリウス暦で用いられていたものと同じである。したがって1月、3月、5月、7月、8月、10月、12月は31日間、4月、6月、9月、11月は30日間として、2月は平年が28日間、閏年には29日間とした。
ユリウス暦と実際の太陽年とのずれは、13世紀の哲学者ロジャー・ベーコンが指摘してから300年間ものあいだ顧みられず、宗教的な問題が顕著になるまで放置された。このずれを修正し、新たにグレゴリオ暦を制定した後もローマ教皇による発令だったためか、その導入には各国で大きな隔たりがあった。
ヨーロッパ圏内であってもカトリックの国は比較的早く導入した一方で、そうでない国では導入までに少なくとも100年以上かかった。
特に正教会の地域である東欧ではより長い時間がかかった。コンスタンディヌーポリ全地総主教イェレミアス2世はグレゴリオ暦を否認した。コンスタンディヌーポリ教会は1923年までグレゴリオ暦を採用せず[3]、今でもエルサレム総主教庁およびロシア正教会はユリウス暦を使用し、また全正教会が復活祭の算出にユリウス暦を使用する[4]。ただし、ロシアでも世俗の領域ではグレゴリオ暦を採用している。従ってユリウス暦12月25日の降誕祭は、ロシアのカレンダーでは「1月7日」と表示されている。
プロテスタント諸国については、グレゴリオ暦への改暦に消極的だった理由のひとつに、復活祭の日付の決定がある。自らの祭事の日付をカトリックが定めた暦によって決められることを嫌ったのである。しかし、ユリウス暦の日付がずれており、ずれた日付を元に祭日を決めることに問題があることはプロテスタントの宗教家もよく知っていた。このためグレゴリオ暦は非カトリック国にも徐々にだが浸透した。ドイツのプロテスタント諸国は日付の決定のみグレゴリオ暦を使用するが、復活祭の日付の計算にはプロテスタントのドイツ人天文学者ヨハネス・ケプラーが作成したルドルフ星表を使うということで妥協した。この暦は改良暦と呼ばれた。しかしケプラーはグレゴリオ暦の方がすぐれていることを知っていたため、日付計算はすべてグレゴリオ暦で行っていた。このため、実質的には改良暦はグレゴリオ暦で計算するのとほぼ同じだった。この妥協はうまくいき、周辺プロテスタント諸国もこれに追随した。
日本では1872年（明治5年）に、従来の太陽太陰暦を廃して翌1873年から太陽暦を採用することが布告された。この『明治5年太政官布告 ⇒第337号、改暦ノ布告』では、「來ル十二月三日ヲ以テ明治六年一月一日ト被定候事」として明治5年12月3日を明治6年1月1日とすることなどを定めた。そのため明治5年（1872年）12月2日まで使用されていた天保暦は旧暦となった（明治改暦・明治の改暦）。
この布告は年も押し詰まった明治5年の11月9日に公布されたため、社会的な混乱を来した。暦の販売権を持つ弘暦者（明治5年には頒暦商社が結成された）は例年、10月1日に翌年の暦の販売を始める。改暦により従来の暦は返本され、また急遽新しい暦を作ることになり、弘暦者は甚大な損害を受けることになった。一方、太陽暦改暦を唱えていた福澤諭吉は改暦決定を聞くと直ちに『改暦弁』を著して改暦の正当性を論じた。太陽暦施行と同時に慶應義塾から刊行されたこの書は大いに売れて、6年後に松田道之に充てた福澤の書簡にはこの出来事を回想して忽ち10万部が売れたと記している。
これほど急な新暦導入は当時の政府の財政状況が逼迫していたことによる。大隈重信の回顧録（『大隈伯昔日譚』）によれば、すなわち旧暦のままでは明治6年は閏月があるため13ヶ月となる。すると、月給制に移行したばかりの官吏への報酬を1年間に13回支給しなければならない。これに対して、新暦を導入してしまえば閏月はなくなり12ヶ月分の支給ですむ。また、明治5年も12月が2日しかないので、11ヶ月分しか給料を支給せずにすませられる。
しかし、施行まで1ヶ月に満たない期間の中で慌てて布告されたためか、この布告には置閏法に不備があった。すなわちグレゴリオ暦の重要な要素である「西暦の年数が100で割り切れ、400で割り切れない年を閏年としない」旨の規定が欠落していたのである。このままでは解釈次第では導入された新しい太陽暦はグレゴリオ暦ではなく、「ユリウス暦と同じ閏年の置き方を採用した日本独自の暦[5]」ともされてしまう。また、「七千年ノ後僅ニ一日ノ差ヲ生スルニ過キス」の文面もおかしく、上記に述べたようにグレゴリオ暦で１日の誤差が蓄積されるには3,300年しか要さない（これは「遠西観象図説」の誤りと考えられる）。
そこで1898年（明治31年）5月11日に改めて（明治31年勅令 ⇒第90号『閏年ニ關スル件』）を出して、グレゴリオ暦に合わせた閏年に関する調整を定めた。閏年ニ關スル件（明治31年勅令第90号）神武天皇?位紀元年數ノ四ヲ以テ整除シ得ヘキ年ヲ閏年トス但シ紀元年數ヨリ六百六十ヲ減シテ百ヲ以テ整除シ得ヘキモノノ中更ニ四ヲ以テ商ヲ整除シ得サル年ハ平年トス