最早成型的日本刀的形制，根据现代考古界的说法，是来自于平安时期的刀工天国，其作品为著名的太刀小乌丸。
自此之后，经过镰仓时代、南北朝时代、室町时代、安土桃山时代、江戸时代的发展，日本刀的形制逐渐成为了今人所见的样式，其中，刀身长度也在安土桃山时期和江户时期受到了规定。
日本刀的制作，从平安后期到镰仓时代，出现了大和传、备前传、山城国、相州传、美浓传等并称为“天下五传”的制刀流派，并且各地名匠辈出。尤其以备前国的长船町为盛。
日本古坟时代中期（200年－771年）已经出现铁制刀剑，当时的原料以炼铁为主。譬如崎玉具的稻荷山古坟和岛根具的造山古坟都有铁剑出土。
从稻荷山古坟出土的“金错铭铁剑”制作于公元471年，是为纪念服侍雄略天皇的功绩而作，刀上刻有115个汉字。这个时代的刀剑多已銹蚀。
平安时代末期之前的刀剑被归类为上古刀，刀形有别于现在常见的日本刀，或为直刃，或带双锋。上古刀极为罕见，是重要的考古材料。
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