Η ιστορία των βυζαντινών σημαιών είναι αρκετά ενδιαφέρουσα και εθνικοϊστορικά σημαντική. Ο δικέφαλος αετός είναι σύμβολο που απαντά συχνά σε οικόσημα, εμβλήματα και σημαίες. Το σύμβολο συνδέεται με τη βυζαντινή αυτοκρατορία, καθώς τη βυζαντινή οικοσημολογία, Ο σταυρός και η σφαίρα στα νύχια του αετού αντιπροσωπεύουν τη διπλή εξουσία του αυτοκράτορα (κοσμική και πνευματική), και ο δικέφαλος αετός την κυριαρχία των βυζαντινών αυτοκρατόρων από την ανατολή έως τη δύση.
Αρχικά, το Βυζάντιο χρησιμοποιούσε τη ρωμαϊκή σημαία, που σύμφωνα με την παράδοση σχεδίασε ο στρατάρχης Μάριος (157-86 π.Χ.) και έφερε την ονομασία σίγνο (signum). Η σημαία αυτή, η οποία ήταν κόκκινη και έφερε ασημένιο αετό με ανοικτές φτερούγες και… χρυσούς κεραυνούς στα νύχια του, αποτελούσε ίσως το μοναδικό πράγμα που δεν άλλαξε στην πολυτάραχη Ρώμη, η οποία άλλαξε τόσες μορφές πολιτεύματος και υπέφερε αιματηρές και απειλητικές εμφύλιες και πολέμιες συγκρούσεις.
Η μοναδική τροποποίηση που έγινε στη ρωμαϊκή σημαία ήταν να μεταβληθεί το χρώμα του αετού σε χρυσό και, ταυτόχρονα, να στερηθεί τους κεραυνούς του κατά την εποχή του αυτοκράτορα Αδριανού (117-138 μ.Χ.). Οι βυζαντινοί ονόμαζαν την κόκκινη αυτή σημαία φοινικίδα, λόγω ακριβώς του χρώματός της.
Η πρώτη καθαρά βυζαντινή σημαία σχεδιάστηκε το 312 μ.Χ., όταν ο Μέγας Κωνσταντίνος (306-337), προετοιμάζοντας το στρατό του για να αντιμετωπίσει τον τύραννο Μαξέντιο, είδε θεϊκό οιωνό, ένα φωτεινό σταυρό να λάμπει στο μεσημεριάτικο ουρανό με την επιγραφή “EN ΤΟΥΤΩ ΝΙΚΑ”, τερματίζοντας τη χρήση της (ειδωλολατρικής) ερυθράς σημαίας με τον αετό.
Τη νέα σημαία που σχεδίασε ονόμασε λάβαρο και μ’ αυτήν νίκησε στις 26 Οκτωβρίου του 312 στον Τίβερη ποταμό. Έκτοτε, κάθε δυναστεία του Βυζαντίου χρησιμοποιούσε και τη δική της ιδιόμορφη σημαία· ανάμεσα στα σύμβολα που χρησιμοποιούνταν ήταν η ημισέληνος, η ανεστραμμένη ημισέληνος, ο σταυρός, το χριστόγραμμα κ.τ.λ.
Το ρωμαϊκό αετό στη βυζαντινή σημαία επανέφερε ο αυτοκράτορας Ιουλιανός (361-363), γνωστός και ως Αποστάτης ή Παραβάτης (λόγω των ειδωλολατρικών του αντιλήψεων), ξεσηκώνοντας θύελλα αντιδράσεων στην Κωνσταντινούπολη. Μετά το θάνατό του, το μισητό πλέον μισοφέγγαρο (υπήρξε το έμβλημα της θεάς Αρτέμιδος) διαγράφηκε από τη σημαία, διατηρήθηκε όμως ο περήφανος αετός που έβλεπε δεξιά, ο οποίος και αποτελούσε άρρηκτα συνδεδεμένο σύμβολο με τους Έλληνες και το Βυζάντιο.
Όμως, η μεγάλη αλλαγή στη βυζαντινή σημαία, η οποία και της έδωσε την τελική της (με μικρές παραλλαγές) μορφή, έγινε στα χρόνια του Ισαάκιου Κομνηνού (1057-1059). Ο φωτισμένος αυτός αυτοκράτορας καταγόταν από Οίκο της Παφλαγονίας, όπου στην πόλη Γάγγρα υπήρχε ο θρύλος της ύπαρξης φτερωτού αετόμορφου και δικέφαλου θηρίου (γνωστού ως Χάγκα), το οποίο και κοσμούσε το θυρεό του κτήματος της οικογένειάς του στην Καστάμονη. Έτσι και ο Ισαάκιος το χρησιμοποίησε ως έμβλημα του Βυζαντίου, πάνω σε κίτρινο φόντο, θέλοντας να κυβερνήσει υπό την ηθική προστασία του. Δε συνάντησε καμία αντίσταση, αφού ο αετός της σημαίας είχε ήδη δεχθεί τόσες πολλές τροποποιήσεις.