Oleh sebab tulisan Cina ditulis dalam aksara logogram, bukannya berbentuk huruf, maka bukan senang untuk menjejak perubahan bunyi bahasa Cina sepanjang zaman. Percubaan membina semula bahasa Cina lama sering bermula dari membina semula sebutan Bahasa Cina Pertengahan terlebih dahulu melalui penggunaan kamus rima dan jadual rima dari zaman-zaman dinasti Sui, Tang, dan Song.

Bahasa Cina lama tiada jadual rimanya, maka para pengkaji terpaksa bergantung pada bukti tidak langsung untuk membina semula bahasa Cina lama, misalnya catatan berima pra-dinasti Qin, terutamanya Shi Jing, serta kenyataan bahawa aksara yang berkongsi komponen fonetik yang sama adalah kata sebunyi atau hampir sebunyi ketika direka awal-awal lagi. Pembinaan semula bahasa Cina Lama dimulakan apabila Gu Yanwu dari Dinasti Qing membahagikan bunyi-bunyi bahasa Cina lama kepada sepuluh kumpulan rima. Para ilmuwan dinasi Qing mengikut jejak Gu, dengan memperhalusi pembahagian tersebut. Ahli sinologi Sweden Bernhard Karlgren menjadi orang pertama yang membina semula bahasa Cina lama dalam abjad Rumi (bukan IPA).

E. G. Pulleybank telah membentuk gambaran yang agak lengkap mengenai struktur fonologi dan morfologi bahasa Cina lama. Nilai-nilai fonetik yang dibina semula untuk bunyi akhiran bahasa Cina lama berasaskan kaedah pembezaan yang tertera dalam kumpulan rima Shi Jing, maka menampakkan tarikhnya kira-kira abad ke-6 SM. Pembinaan semula bunyi awalan pula berlandaskan ekstrapolasi dari konsonan-konsonan yang dibina semula untuk bunyi akhiran serta hipotesis Pulleybank bahawa 22 lambang yang dikenali sebagai Batang Samawi dan Dahan Duniawi (ganzhi) menggambarkan inventori konsonan yang lengkap tanpa berulang dalam bahasa terbabit. Nilai-nilai fonetik ganzhi boleh dijejak kepada catatan zaman Shang seawal-awalnya sekitar tahun 1200 SM.

Macam-macam pertikaian yang timbul mengenai fonologi bahasa Cina lama. Kini, adalah diakui bahawa bahasa Cina lama ini mempunyai gugus konsonan seperti *kl- dan gl- yang tiada dalam mana-mana loghat Cina zaman sekarang. Walau bagaimanapun, perihal-perihal berikut masih dibahaskan, sama ada:

• Bahasa Cina Lama mempunyai konsonan berfaringal atau ciri-ciri lain yang jarang ditemui.[2]
• Bahasa Cina Lama itu bukan ekasuku.
• Bahasa Cina Lama itu bukan bahasa berasaskan nada. Nada-nada Bahasa Cina Pertengahan berevolusi dari konsonan-konsonan bahasa Cina lama yang sudah berubah atau pudar.