Au fil des années, le calendrier se dégrada, car les pontifes, grands prêtres chargés de l’ordonnancement du calendrier officiel, abusèrent de leurs pouvoirs.  Il leur était facile, puisqu’ils décidaient de la date du début de l’année, de favoriser leurs amis en retardant le début de la mandature suivante ou, au contraire, de raccourcir un peu l’année lorsque c’était leurs adversaires qui occupaient les charges administratives. Plusieurs auteurs latins de la fin de la République se plaignirent de ces pratiques quelque peu douteuses.

En 46 avant notre ère, Jules César, en sa qualité de Grand Pontife, avait pour charge l’établissement du calendrier. Il fit appel au grec Sosigène, savant réputé qui vivait à Alexandrie d’Egypte. Pline l’Ancien nous le décrit comme un mathématicien et astronome de grand talent. Sosigène ajouta trois mois à l’année 707 depuis la Fondation de Rome (46 av. J.-C. pour nous) après    février, novembre et décembre, à titre de rattrapage. Puis, prenant l’année égyptienne pour base de la réforme, il fixa la durée de l’année à 365 jours, avec l’intercalation d’un jour tous les 4 ans, le VI^e jour des calendes de mars (entre le 24 et le 25 février). La réforme julienne mettait fin au mois supplémentaire de Mercédonius. Déjà, depuis 153 avant le Christ, l’année ne commençait plus au 1^er mars, mais au 1^er janvier.

Le calendrier nouveau de Sosigène, se présentait donc ainsi désormais :

Les noms de mois étaient liés soit au cycle des travaux agricoles (par exemple, mai symbolise la croissance), soit aux divinités (mars, en l’honneur du dieu de la guerre). Ce sont ces noms qui sont toujours en vigueur de nos jours, et c’est l’un des héritages majeurs du calendrier romain.

Les Romains désignaient les jours en fonction de trois d’entre eux : les calendes (nouvelle lune), les ides (1^er quartier) et les nones (pleine lune). Les Romains ne comptaient pas les jours dans le futur mais en arrière. Par exemple, le 28 février se disait ainsi : « pridie (veille) ante calendas martii » et le 27 du même mois : « tertia die ante calendas martii ».

Les Romains faisaient la distinction entre les jours fastes (dies fasti) et les jours néfastes (dies nefasti) consacrés aux dieux et pendant lesquels il était interdit de travailler. Il existait à Rome plus d’une centaine de fêtes religieuses. La « semaine » comptait huit jours ; le neuvième, jour de marché, était chômé.

Ils divisèrent les jours en heures, en distinguant les heures diurnes et les  nocturnes. Les heures étaient d’une longueur inégale, en fonction des saisons. Les heures diurnes étaient comptées du lever du soleil à son coucher.  Toutefois, en toutes saisons, la septima hora (7^e heure du jour) commençait à midi et celle de la nuit à minuit.

L’évaluation du temps était fort approximative : jusqu’au IV^e siècle av. J.-C., on employait simplement les termes ante meridiem (avant midi) et de meridie (après midi), quelquefois l’expression post meridiem. Puis le vocabulaire latin se perfectionna. Au début du III^e siècle av. J.-C., on disposait de plusieurs mots ou expressions pour désigner les divers moments de la journée (quoique d’une manière relativement vague) :

Pendant des siècles, le chant du coq, défini par les Romains comme le lever du jour (distinct du diluculum), servit de signal pour la reprise du travail.

En ce qui concerne plus particulièrement les heures nocturnes, il convient de préciser que les soldats romains, dans leur jargon militaire, divisaient la nuit en « quarts » de trois heures chacun, qu’ils appelaient vigiliae « veilles » et qui sont à l’origine des tours de garde que l’on nomme « quarts » dans les armées modernes ou à bord des navires en pleine mer.