构拟上古声母的主要证据是韵书和汉字谐声系统。
中古汉语声母
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拟上古音之前一般要从“早期中古汉语”开始，也即《切韵》（601）的语音系统。据序言所述，《切韵》记录的并不是一个特定时空范围内的现实方言，而是当时中国主要韵书所反映的对立的综合(即一个通变系统)。
韵图对《切韵》区别特征的分析要老练得多，不过其中也不全是音位分析。另外，它们也会被时音影响。学者们试图确定这些对立中，语音内容的本质差异与适当的音值，这主要通过比较韵图、现代方言读音、朝鲜语、日语、越南语中的汉语借词(汉字词材料)完成，但除韵尾外的许多细节仍无定论。[4]:32–44[3]:24–42
《切韵》声母如下：[4]:45–59[6]:12–13
早期中古汉语声母
全清
次清
全濁
次濁
清
濁
次濁
唇
唇音
幫 p
滂 pʰ
並 b
明 m
舌
齿音[c]
端 t
透 tʰ
定 d
泥 n
來 l
卷舌音
知 ʈ
徹 ʈʰ
澄 ɖ
娘 ɳ
齒
齿咝音
精 ts
清 tsʰ
從 dz
心 s
邪 z
卷舌咝音
莊 ʈʂ
初 ʈʂʰ
崇 ɖʐ
生 ʂ
俟 ʐ[d]
龈腭音[e]
章 tɕ
昌 tɕʰ
禪 dʑ[f]
日 ɲ
書 ɕ
船 ʑ[f]
以 j[g]
牙
软腭音
見 k
溪 kʰ
群 ɡ
疑 ŋ
喉
喉音[h]
影 ʔ
曉 x~h
匣/云 ɣ~ɦ[g]
清朝学者钱大昕通过研究东汉学者的声训，发现“古无舌上音”。[3]:44[7]:33–35得到的三十二声母系统(忽略罕见的俟母/ʐ/)仍为中国许多学者所用，如何九盈。[8]:69–75
20世纪初，黄侃总结出19个能接大多数韵母的中古声母，其他声母被认为是从它们派生而来：[4]:837[6]:12–13
黄侃“古原声”
全清
次清
全浊
鼻音
擦音
浊擦
近音
唇音
p
pʰ
b
m
齿音
t
tʰ
d
n
l
齿咝音
ts
tsʰ
dz
s
软腭音
k
kʰ
ŋ
喉音
ʔ
x~h
ɣ~ɦ
谐声
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清代《四庫全書》版说文解字》言部一页
汉字是语标文字，并不直接表音。不过绝大多数汉字都是形声字，同一个声符的字，读音往往也还比较接近。但有时，经历了两千多年的演变，也可能会变得在中古汉语和现代方言里都非常不像。既然声旁与字的读音在造字的时候很像，那么据此推断已经消失的声母信息也并非不可能。[3]:43–44
瑞典汉学家高本汉首先提出了一条关键原则，即声旁相同的汉字，在上古汉语中有相同的调音部位。例如，中古汉语端组和知组常常互谐，它们在上古汉语中就都属于一个齿音系列，知组是受介音*-r-影响，后来独立出去的。精组和庄组也类似，庄组上古带*-r-。[2]:228–232[4]:191–196, 203–206[i]
然而，谐声系偶尔会跨数个中古声类分布。高本汉和后来的研究者们为它们拟了不同的复辅音。例如，章组含有两类不同的谐声系，一类与端组谐，一类与见组谐：
周< *t-；彫< *tˤ-、調< *dˤ-[9][4]:192–193
制< *k-；猘< *kr-[10][4]:211
一般认为，*-r-能阻止非咽化音节颚化，因而带*-r-的端、见纽字不会变成中古章组。
带*-r-介音的谐声系中往往也有来母字：[j]
筆< *pr-；律< *b-r-[12][4]:280, 775
監< *kr-；藍< *ɡ-r-[13][4]:201
中古来母来自上古*-r-。
上古清浊边音*l-与*l̥-也用于解释：
脫dwât< *lˤ-；thwât< *l̥ˤ-；悅< *l-；說< *l̥-[14][4]:197[k]
这样构拟上古汉语流音的证据还可在藏缅语同源词和早期音译中观察到。例如，“亚历山大”（可能是阿拉霍西亞的亞歷山卓）在《汉书·西域传》中音译作“烏弋山離”，拟音写作*ʔa-ljək-srjan-rjaj。[6]:15[4]:795, 802, 785, 773早期流音的踪迹也能在湖南西部的瓦乡话中发现。[15]:109–110
清鼻音*m̥-、*n̥-和*ŋ̊-由董同龢和蒲立本拟出，以解释：[11]:92
墨；黑< *m̥-[16][4]:189
難；灘< *n̥-[17][4]:193
虐；謔< *ŋ̊-[18][4]:208
复辅音*sn-等负责解释与心母的交替，如：
如< *n-；絮< *sn-[19][20]:222
*s+塞音或塞音+*l形式的复辅音证据较少，仍存争议。[2]:241–243[4]:227–234
后部声母
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韵图将《切韵》音节依“開”或“合”分为两呼，又依当时元音开口大小，也即《切韵》时介音，分为四等，以图中不同的行来表示。[3]:32合口介音的分布不平均，锐音声母后只接-ai、-an、-at。这使得奥德里库尔和谢尔盖·雅洪托夫设想，上古汉语没有合口介音，而存在唇化软腭音和唇化喉音。[21]:359其他合口字则来自后元音的裂化(详见#元音)。[2]:233–234[4]:180
中古群母只接三等，李方桂认为群母和匣母来自上古*ɡ-，依介音分化，但也存在少数例外。李荣发现匣母有少数字在闽语方言中有区分，例如，“厚”和“後”中古都是ɣəu:，但在一些闽语方言中声母分别是软腭音和零声母。大多数学者目前构拟*ɡ-和*ɦ-，其中*ɡ-受咽化影响，变为擦音。[4]:209–210[6]:13–14[22]
潘悟云为解释喉音塞音与擦音（影晓匣）相谐的问题，构拟了小舌塞音*q-、*qʰ-和*ɢ-，以及相应的唇化声母*qʷ-、*qʷʰ-、*ɢʷ-。[6]:14–15[23]
闽语
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闽语据信分化自晚期上古汉语，因为它们包含不能从《切韵》推出的层次。例如，下列齿音声母在原始闽语中可以区分：[24]:227, 230, 233, 235[3]:228–229
清塞音
浊塞音
鼻音
边音
例字
單
轉
炭
直
長
頭
南
年
來
老
原始闽语声母
*t
*-t
*th
*d
*-d
*dh
*n
*nh
*l
*lh
中古汉语声母
t
th
d
n
l
其他调音部位的情况类似。原始闽语浊音可从声调推断出，但声母的具体音值仍不明。
写作*-t、*-d等的音也被称为“软化塞音”，在福建西北的闽语方言中为擦音或近音(如建阳话[v l h]<*-p *-t *-k)或完全消失，不软化的则还是塞音。瑶语支的早期借词似乎说明软化塞音带预鼻化。[25]:381
迄今为止，大多数学者假定上古汉语时期就有了这些区别，但它们并未反映在上面给出的广泛接受的上古汉语声母表中。
例如，一般认为上古汉语有清浊两套鼻音，只有浊鼻音生成中古鼻音声母，而在原始闽语中则完整保留了两套声母。
这些区别的上古来源尚未有共识，不同学者会给出很不一样的复辅音。[4]:187, 219–220[l]