“百花齐放，百家争鸣”作为一整体的“双百”方针，是1956年提出来的。但这个方针的形成就有一个过程。“百花齐放”与“百家争鸣”这两个口号也不是同时提出来的。
“百花齐放”口号的提出：1950年，关于京剧问题有一场争论，一派主张对传统京剧全部继承，另一派即说京剧是封建主义的，主张全部取消。毛泽东即认为，京剧还是要，不单是京剧，各种戏曲形式都要去其糟粕，取其精华，加以继承。1951年中国戏曲研究院成立，毛泽东为之作了“百花齐放、推陈出新”的题词，这一题词解决了上述争论。1942年毛泽东曾为延安平剧研究院成立题过“推陈出新”四个字。1951年的题词内容上新添了“百花齐放”，对象上从京剧（平剧）扩大到整个戏曲。毛泽东在1956年4月28日政治局扩大会议上说：“百花齐放”是群众中间提出来的，不晓得是谁提出来的。（座中有人插话：是周扬提出来的。）有人要我写字，我就写了“百花齐放，推陈出新”。后来周扬曾对人说过，“百花齐放”是戏曲会议上提出来的，他认为很好，向毛泽东报告了。
“百家争鸣”口号的提出：“百家争鸣”是毛泽东在1953年就中国历史问题的研究提出来的。当时中央决定要中宣部就中国历史问题、中国文字改革问题、语文教学问题组织三个委员会加以研究，7月26日中宣部提出三个委员会的名单，8月5日中央予以批准，毛泽东还对各个委员会主任的人选批了意见。当时，中国历史问题研究委员会主任陈伯达（中宣部副部长兼中国科学院副院长）向毛泽东请示历史研究的方针，毛泽东提出“百家争鸣”。陈伯达在历史研究委员会上传达了这个方针。但“百家争鸣”这个口号还未公开宣传。
这两个口号虽然都提了出来，但还未形成整体的“双百”方针。
就大的背景而言，五十年代初期，在科学文化领域还存在着教条主义。例如，受苏联的影响，在遗传学中强制推行苏联的李森科学派，把它称之为是“无产阶级的”、“进步的”、“辩证唯物主义的”、“联系实际的”；而把西方的摩尔根学派说成是“资产阶级的”、“反动的”、“唯心主义的”、“形而上学的”“伪科学”。当时，一位在中国科学院负责遗传学选种实验室工作的同志，在苏联学了米丘林学派的遗传学回来后，同外公谈话，贬摩尔根学派是唯心主义的，因为摩尔根学派主张到细胞里面去找“基因”。外公警觉到他的门户之见，便问他：物理学、化学找到了物质的原子，后来又分裂了原子，寻找出更小的粒子，难道这也是唯心主义吗？外公指出：马克思主义的哲学认为，物质是可以无限分割的。摩尔根学派分裂细胞核，找出核糖核酸，这是很大的进步，是唯物主义的而不是唯心主义的。苏联以米丘林学派为学术权威，不容许摩尔根学派存在和发展，我们不要这样做。应当让摩尔根学派存在和工作，让两派平起平坐，各处拿出成绩来，在竞争中证明哪一派是正确的。
又如在医学上，存在着这么一种观点，说中国的中医是“封建医”、西医是“资本主义医”、苏联的巴甫洛夫是“社会主义医”。就连中央人民政府卫生部的一位副部长也对外公说，要用苏联的巴甫洛夫的学说改造中医。外公听了，觉得这些观点很荒唐，因为如果以这样的认识为指导，当然就导致反对中医和西医，取消一切现存的医院，靠巴甫洛夫的药（只有一种药，就是反兴奋剂与抑制剂混合起来，叫“巴甫洛夫液”）来包医百病。这种认识还很危险，会出大乱子。实践是辨别理论的正确与错误的唯一办法。中医能治好病，西医亦然，都是人类的珍宝，应该研究和发展，应当劝中西医合作。
期间，还发生一个情况。郭沫若与范文澜都是马克思主义者，著名的历史学家，但他们对于中国历史分期问题有不同看法。当时有些同志要中央宣传部决定谁对谁错。外公认为，这是学术问题，要凭考古工作者发掘出来的实物，由历史学家自己去讨论决定。外公还认为：“各门科学，不论是自然科学还是社会科学，都是可以有学派的。学术与政治不同，只能自由讨论，不应该用戴‘政治帽子’和‘哲学帽子’的办法，打倒一个学派，抬高一年学派。只有罗马梵帝岗教皇做过这种蠢事。秦始皇焚书坑儒，汉武帝‘罢黜百家，独尊儒术’，也是这类蠢事。这种蠢事阻碍科学的发展和学术的繁荣。”
古代史研究是如此，近代史和现代史研究也应是如此，黎澍曾问过外公：“党史也百家争鸣吗？”外公回答：“是的。”语气非常肯定。外公还就党史问题说过：“大家在等待中共中央编一本党史教科书出来，然后根据党史教科书来写各种近代史。现在请你们不要等待了，中共中央不准备编党史教科书，只准备陆续出版党的大事记和文件汇编……在近代史的研究中，也应该采取百家争鸣的政策，不应该采取别的政策。”
1956年1月，外公在知识分子会议上说：在学术、艺术、技术的发展上，我们不要做“盖子”；“学术问题、艺术问题、技术问题，应该放手发动党内外知识分子进行讨论，放手让知识分子发表自己的意见，发挥个人的才能，采取自己的风格，应该容许不同学派的存在和新的学派的树立（同纵容资产阶级思想的自由发表严格区别开来），他们之间可以互相批评，但批评时决不要戴大帽子。”
此后，在一次各地宣传部长都来参加的会议上，外公还讲过：“不能这样讲，说巴甫洛夫是社会主义的医学，魏尔啸（德国病理学家、细胞病理学说的创立者——引者注）是资本主义的医学，中医是封建的医学。……在生物学方面还有的说摩尔根、孟德尔是资产阶级的，李森科、米丘林是社会主义的。这根本上同社会主义没有关系。在物理学方面，不能说牛顿的物理学是封建的，爱因期斯坦物理学是资本主义的，这种说法是没有道理的。有的人在实际研究问题时是唯物主义的，但是他是相信上帝，这完全是两回事。自然科学的发展有它自己的规律，社会进化只能帮助它发展，在高度发展的社会，它发展得快一些，在低级的社会，它发展得更慢些，但是它自己的发展阶段不一定同社会的发展阶段一样。因此，把那些资本主义和封建主义的帽子套到自然科学上去是错误的。”
毛泽东的态度也非常明确，并且带头允许别人对自己的学术观点提出不同看法。例如在当时，有一位在中国讲学的苏联学者向中国陪同谈起了他对毛泽东《新民主主义论》中关于孙中山的世界观的论点的不同看法。这位苏联学者不赞成毛泽东对孙中山世界观的评价，不同意孙中山是唯心论者的说法，而认为孙中山是唯物论者。陪同人员把这作为思想动向反映到中央宣传部，认为应该跟苏联驻华大使尤金讲一讲。中宣部将这个情况送给了毛泽东。1956年2月19日，毛泽东给刘少奇、周恩来、陈云、彭真、邓小平、陈伯达、外公写信指出：“我认为这种自由谈论，不应当去禁止。这是对学术思想的不同意见，什么人都可以谈论，无所谓损害威信。因此，不要向尤金谈此事。如果国内对此类学术问题和任何领导人有不同意见，也不应加以禁止。如果企图禁止，那是完全错误的。”
党中央把“百花齐放，百家争鸣”确定为党在科学、文艺工作中的一条基本方针，是在1956年4月政治局扩大会议上所做的决策。
4月27日，在毛泽东的居所颐年堂，讨论毛泽东《论十大关系》报告时，外公发言，面陈“双百”方针。他说：
“一个问题，就是对于学术性质、艺术性质、技术性质的问题要让它自由，要把政治思想问题同学术性质的、艺术性质的、技术性质的问题分开来。”
接着，他反映了在生物学、物理学、医学等领域存在的给学术观点戴政治帽子、哲学帽子的严重现象，然后指出：“如果在这样的问题上拿大帽子扣，可能把我们中国的大科学家搞掉。我们中国现在发展科学，向科学进军，他出来一个主张，说某某学者或某某学派是资产阶级的，那科学的发展就完蛋了。这样对我们的建设不利。”
他还谈到文艺问题，认为文艺问题也值得研究，“文艺在苏联共产党内是干涉最多的部门，无数的清规戒律。最近开了一次会，我看了周扬的那篇文章，我告诉过他，我说不要搞什么反对公式主义这样的事，不要搞反对，而要引导他，让他学习，光反对不行。公式主义、自然主义，这都是艺术性质的问题。政治思想要掌握，一个公式主义，你怎么反对？这反而使我们分散精力，忽视抓政治思想问题。”“还有，要写新人物，写新人物当然是有道理的，因为过去写老人物写得生动活泼，现在写新人物写得不生动活泼。可是为什么只要去写新人物呢？写一写老人物也可以。我说那个旧社会写一写好得很。如果现在有一个人能把上海三十年代社会的变化写出来，我说那是世界第一的小说，好极了。”“社会主义现实主义这是最进步的文艺方向，但是人家写点自然主义的作品有什么关系？他赞成社会主义，为什么写作上不可以写几篇自然主义的东西？毛主席讲民主党派万岁，因为它们赞成社会主义，（毛主席插话：共产党万岁为主。）我们是以社会主义现实主义为主，其他主义有一点无关大局。”
就在这个会议上，决定对科学、艺术工作采取“双百”方针。4月28日，毛泽东在会上做总结发言。他在发言的第五点中说：“百花齐放，百家争鸣”，我看这应该成为我们的方针。艺术问题上百花齐放，学术问题上百家争鸣。讲学术这种学术可以，那种学术也可以。不要拿一种学术压倒一切，你如果是真理，信的人势必就会越多。
“双百”方针的正式宣布，是在随后举行的最高国务会议上。5月2日毛泽东在会上作《论十大关系》的报告。各方人士发言之后，毛泽东又一次发言，其中说中共中央的政治局扩大会议上还谈到一点就是“百花齐放，百家争鸣”。他说：现在春天来了嘛，百花都让它开放，这就叫百花齐放。百家争鸣是诸子百家，春秋战国时代，二千年前那个时候，有许多学说，大家自由争论，现在我们也需要这个。他指出：在中华人民共和国宪法范围之内，各种学术思想，正确的，错误的，让他们去说，不去干涉他们。李森科、非李森科，我们也搞不清。有那么多的学术，那么多的自然科学，就是社会科学，这一派，那一派，让他们去说，在刊物上、报纸上可以说各种意见。
关于外公面陈“双百”方针，秦川这样评价：
一九五六年二月，陆定一写下了中宣部长任上最辉煌的一页。中央在毛泽东居所颐年堂开会时，他面陈“双百方针”的建议，被采纳。一九五七年二月，毛泽东在最高国务会议第十一次（扩大）会议上，首次宣布这一方针是党促进艺术进步和科学进步、促进社会主义文化繁荣的方针。陆定一这么做，是对党的历史和解放后宣传战线教条主义现状的深刻反省，是对新中国科学文化事业的深谋远虑。
5月26日，应中国科学院院长、中国文学艺术界联合会主席郭沫若的邀请，外公在怀仁堂向北京的自然科学家、社会科学家、文学家和艺术家等一千多人作了题为《百花齐放，百家争鸣》的报告，系统阐述了“百花齐放，百家争鸣”方针。
报告的一开头，外公说：“中国共产党对文艺工作主张百花齐放，对科学工作百家争鸣，这已经由毛主席在最高国务会议上宣布过了……我今天所讲的，是个人对这个政策的认识……这个政策对于我国文学艺术和科学研究工作的发展，对于你们所从事的工作，有何等重要的意义。”
关于这一政策的意义，他说：“我国要富强，除了必须巩固人民的政权，必须发展经济，发展教育事业，加强国防以外，还必须使文学艺术和科学工作得到繁荣的发展，缺少这一条是不行的。”而“要使文学艺术和科学工作得到繁荣的发展，必须采取‘百花齐放，百家争鸣’的政策。文艺工作，如果‘一花独放’，无论那朵花怎么好，也是不会繁荣的……在科学工作方面，我国也有历史经验。我国在两千年前的春秋战国时期，学术方面曾经出现了‘百家争鸣’局面，这成了我国过去历史上学术发展的黄金时代。我国的历史证明，如果没有对独立思考的鼓励，没有自由讨论，那末，学术的发展就会停滞。反过来说，有独立思考的鼓励，有了自由讨论，学术就能迅速发展。”
接着，他对“百花齐放，百家争鸣”这一方针作了全面的阐述：
“我们所主张的‘百花齐放，百家争鸣’是提倡在文学艺术工作和科学工作中有独立思考的自由，有辩论的自由，有创作和批评的自由，有发表自己的意见、坚持自己的意见和保留自己的意见的自由。”