赤い真円で太陽を表現する例としては、古くは中国史上の漢時代の帛画にある（上記の日像幢と同様、内側に黒い烏を配するもの）。日本では法隆寺の玉虫厨子背面の須弥山図に、赤い真円の日象が確認できる。これは平安時代の密教図像などにも見出される表現であり、大陸から仏教とともにもたらされた意匠であろうと推測される。九鬼嘉隆が造船した日本丸を中心に九鬼水軍の陣容を描いている。

日本で「白地赤丸」が日章旗として用いるようになった経緯は諸説あり正確には不明である。

一説には源平合戦（治承・寿永の乱）の結果が影響していると言われている。平安時代まで、朝廷の象徴である錦の御旗は赤地に金の日輪、銀の月輪が描いてある。平安時代末期に、平氏は自ら官軍を名乗り御旗の色である赤旗を使用し、それに対抗する源氏は白旗を掲げて源平合戦を繰り広げた。古代から国家統治と太陽は密接な関係であることから日輪は天下統一の象徴であり、平氏は御旗にちなんで「赤地金丸」を、源氏は「白地赤丸」を使用した。平氏が滅亡し、源氏によって武家政権ができると代々の将軍は源氏の末裔を名乗り、「白地赤丸」の日の丸が天下統一を成し遂げた者の象徴として受け継がれていったと言われる。なお、日本では「紅白」がめでたい配色とされてきた。一説には民俗学的にハレとケの感覚（ハレ＝赤、ケ＝白）にあるとする説や、これも源平合戦に由来するとする説などがある。

現存最古の日章旗としては山梨県甲州市の裂石山雲峰寺所蔵の「日の丸の御旗（みはた）」が知られている[5][6]。寺の伝承では、この旗は天喜4年（1056年）に後冷泉天皇より源頼義へ下賜され、頼義三男の新羅三郎義光から甲斐源氏宗家の甲斐武田家に相伝され、楯無鎧と対の家宝とされてきた[5]。『甲斐国志』では長さ六尺四布とあるが、現在は約1/4が欠損している[5]。また同じく中世の日章旗とされるものとしては、奈良県五條市の賀名生皇居跡（堀家住宅)に伝わる後醍醐天皇下賜のものが知られる[7]。
近世旗印・馬印『江戸図屏風』（1624 - 1644。黒田日出男によれば1634 - 1635、松平信綱の命による製作。）。日本丸を改造した大龍丸などの幕府船団が日の丸の幟を立てている。『御船図』安宅丸。19世紀に描かれた想像図には、船尾部に複数の日の丸が見える。

近世には、「白地に赤丸」は意匠のひとつとして普及していた。

戦国時代の武将が旗印や馬印として「白地に赤丸」を使用していた。

江戸時代の絵巻物などにはしばしば白地に赤丸の扇が見られるようになっており、特に狩野派なども赤い丸で「旭日」の表現を多用するようになり、江戸時代の後半には縁起物の定番として認識されるに到っていた。徳川幕府は公用旗として使用し、家康ゆかりの熱海の湯を江戸城まで運ばせる際に日の丸を立てて運ぶなどした。そこから「熱海よいとこ日の丸たてて御本丸へとお湯が行く」という唄が生まれたりした。

近世における船旗関連の資料としては、寛永期（1624 - 1644年）に描かれた江戸図屏風[8]の幕府船団の幟がある。船団中央には、日本丸を改造し改名した大龍丸などが描かれており日の丸の幟を立てている[9]。また、1635年（寛永12年）に江戸幕府が建造した史上最大の安宅船「天下丸」（通称「安宅丸」）で「日の丸」の幟が使用されているのが知られている[10]。東京国立博物館が所蔵する『御船図』（江戸時代・19世紀作）にも安宅丸が描かれており、船尾に複数の日の丸の幟が描かれている。江戸幕府の所持船の船印として、一般には徳川氏の家紋「丸に三つ葉葵」を用いたが、将軍家の所持船には日の丸を用いることもあった。

また、1673年（寛文13年）に、江戸幕府が一般の廻船と天領からの年貢米（御城米）を輸送する御城米廻船を区別するために「城米回漕令条」を発布した際、その中で「御城米船印之儀、布にてなりとも、木綿にてなりとも、白四半に大なる朱の丸を付け、其脇に面々苗字名是を書き付け、出船より江戸着まで立て置き候様、之を申付けらる可く候」と、御城米廻船の船印として「朱の丸」の幟を掲揚するように指示し、幕末まで続いた。

18世紀末から19世紀にかけてロシア帝国の南下政策を警戒した幕府が蝦夷地天領化・北方警備等のため派遣した御用船（商船・軍船など）も日の丸を印した旗や帆を使用していた[11]。
日本の国旗としての歴史
幕末
船舶用国籍旗としての制定

国旗としての日の丸は、幕末に江戸幕府の幕府陸軍の「御国総標」（軍旗）として幕府海軍の船舶用の「国籍標識」（惣船印）として導入され、その後に船舶用に限らず国籍を示す旗として一般化した。幕末における船舶用としての制定経緯としては、次の二つの説がある。
薩摩藩主・島津斉彬提唱説
日の丸を掲げる幕府海軍の昇平丸「中黒」の旗（白地に黒の縦一文字）