万历二十三年（1595年）开始，先后有朱载堉，邢云路，范守己等人上奏要求改历，钦天监上奏希望能够召用西洋人来翻译西方历法以弥补中国典籍不足，礼部也一并奏报了的改历的人事安排，不报。
万历三十九年（1611年），大多数朝廷各方官员已经同意改历，礼部也提出了初步的方案，但是仍未得到万历皇帝的任何答复。
崇祯二年（1629年），钦天监预测日食结果误差较大，遭到崇祯的问责。礼部表示必须修改《大统历》才能更好的预测天象，得到崇祯的同意。时任礼部侍郎的徐光启主张用西法改历，为崇祯所接纳，不过皇帝也有自己想法，他希望新的历法能够兼采中西，这个想法最后演变为要求参与修历的各家得到一致的推算结果。同年九月，由徐光启主导，开历局改历。
改历开始，明政府在全国范围内征集长于历算之人，其间四川资县诸生冷守中和河北满城布衣魏文魁先后向礼部提交自己的历法和着作。其所依据的是中国传统历法理论，冷守中以《皇极经世》附会历法，认为历理起于易理；魏文魁则是较正规的历法家。
历局的改历方针以西法为立足点，所以双方争论开始，徐光启通过天文预测一举挫败冷守中，之后同魏文魁的争论中，徐光启列举了魏文魁理论中的七种错误，不为魏所接受。这七种差异实际上是西方天文学理论同中国传统天文理论的差异，其中有诸如太阳的远地点和近地点同二至日重合与否，不同纬度对天象的观测是否相同等等。双方一度有过笔墨冲突，魏文魁指责徐光启的看法是外夷之论，徐光启对其表示愤慨，却也一再向其解释其缘由。
不过这种争论由于徐光启的地位和声望，并未对历局的工作有负面影响，徐光启也并未向崇祯帝汇报魏文魁知晓历法，各种争论都被他利用职权压下。然而不久之后，情况发生变化。
崇祯六年（1633年），徐光启去世，在将终之时他举荐山东布政使司李天经主持修历工作，得到批准。
在十一月份徐光启去世，到七年（1634年）初李天经到任的数月之间，一直被徐光启压制的魏文魁在钦天监的助力下被推倒前台，在三月初一的日食观测中，魏文魁、钦天监和历局三方向崇祯奏报了各自的结果，结果《大统历》较为优异，略胜于魏文魁法和新法。崇祯于是令李天经迅速到任，并让其与魏文魁共同商定历法，但是双方互相不满，不愿接受，不得已，崇祯令魏文魁组织新的历局，他召自己儿子魏象乾等人进行工作，其地位于京城之东，人多称之东局，而徐光启、李天经所主历局则成为西局。
之后东西二局进行了一些天象预报，结果西局多胜，东局受到崇祯斥问，不得已魏文魁在崇祯九年底（1636年）宣布退隐（一说死去），由魏象乾、蒋所乐等人负责推算天象，主管为山西代州知州郭正中。但是三人皆远不及魏文魁，根本不通历法，东局面临着生存危机，却由于郭正中的主张符合崇祯帝的改历预期，得以继续留存。
没有真实历算才能的郭正中向李天经私下求和，遭到拒绝，随后蒋所乐上奏李天经“十大罪”，蒋所攻讦之处有星宿的排列问题，并指责耶稣会士汤若望、罗雅谷二人诋诬先圣，李则进行辩解和反驳，崇祯予以和解，也未责问双方。
崇祯十年（1637年）十二月的日食，钦天监、西局、东局皆奏报预测时刻，然而临近日食复圆之时东局魏象乾再报日食时刻，这种行为被上奏崇祯，而郭正中又企图私自改写西局奏报时刻，崇祯意识到东局之人完全不懂历法，十一年（1638年）正月，下旨解散东局。
钦天监和历局的纷争，万历三十九年改历之议兴起之后，历任钦天监监正大多承认《大统历》已经到了必须要修改的地步，而且他们之中也有对用西法修历没有异议。徐光启任礼部尚书时，派钦天监一些人在历局进行工作，并教授钦天监生员学习西法。在历局与魏文魁的斗争中，钦天监多数官员也都支持历局。
但是钦天监人员对西法是持有戒心的，担心它会动摇自己的地位，因为他们多是家传世习传统历法，而历局人员也不愿看到自己的教授却使得他人获利更多，因此教授过程中进度极为缓慢，而且多有保留。这种情形在李天经接任历局工作后，愈发明显，他希望能将历局中的人员加以钦天监职衔，后又希望历局之人全部收入钦天监。面对崇祯皇帝命历局教授钦天监生员的指令，李天经在经过半年的教授后，就匆匆上奏已经“一一尽法传授”。
虽然期间颇有争论和斗争，但是（西）历局的工作仍在不断进行，自崇祯二年开始，至崇祯七年，西局先后向朝廷五次进呈历书，共137卷，既后世着名的《崇祯历书》，在第五次上呈后，李天经认为已经完成大部工作，希望崇祯皇帝犒赏历局人员，但是崇祯还是希望历局和钦天监共同商定新旧历法的异同，“务求推算画一，以正历法”，让李天经同钦天监官员虚心研究。李天经不想这样做，他认为只要西法准确，颁布即可。
崇祯七年以来，历局所进新法已经多次测验天象，李天经认为到了新法颁行的时候，便组织人员编写崇祯十一年的“七政经纬诸历”，并于崇祯九年上呈，请求颁行天下，然而崇祯认为李天经没有实现他“画一”的要求，不愿颁行，因此十一年依旧是按照《大统历》。几个月后，李天经上奏称钦天监因贪图官位俸禄，仍固守旧法。不过在崇祯让历局教授钦天监历法时，他也选择应付了事，不愿为他人作嫁。
所谓“画一”，是崇祯希望各家历法能得到一个相同的结果，但是李天经理解为颁布新法，其他各家遵行新法即可，不愿将新法传授给钦天监，当礼部奉崇祯旨意来调和时，李天经认为一但迁就整部历法就全部出错，无法执行。当他上奏希望崇祯能够舍弃疏漏的旧法使用精确的新法时，得到回复的仍是细心测验，不能速求结局。
崇祯十四年，夹在皇帝和历局之间的礼部建议参照回回历，设新的历法，让各家历法自呈测验结果，再行商定。
然而此前此后，李天经多次奏报新法的精确，十四年二月，上报月食时刻，并测验冬至春分，同年九月，崇祯用李天经所进仪器测验，十六年（1643年）二月日食，崇祯亲自观测新法测量结果，认为新法较为精确。年底，他想如果新法再次切合天象，就将其颁行，然而历史没有给他机会。而这部历法最终由清朝颁行。
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