לפני עידן הדפוס היו המחזורים מיועדים בעיקר לחזנים, ואז היה מקובל להכין מחזור אחד, ספר גדול ועבה שהיה מונח בבית הכנסת לשימוש החזן, וכלל את כל התפילות לכל מחזור החגים השנתי, ומכאן גם המושג "מחזור". עם הופעת הדפוס, הייתה אפשרות להכין מחזור לכל מתפלל. הדפוס אפשר גם חלוקה ל"מחזורים", כלומר הדפסתם של קובצי תפילות ופיוטים לחגים ספציפיים, בממדים סבירים ובעלות שהפכה אותם נגישים למתפלל הבודד. כך נפוצו המחזורים והחלו לשמש את המתפללים באופן אישי.
בניגוד לאחידות היחסית בתפילות הקבע המופיעות בסידור המשמש במהלך ימי החול ובשבת, בחגים ובמועדים קיים הבדל ניכר בין נוסחי התפילה. לכן ישנם נוסחים רבים של מחזורים לחגים ולמועדים השונים. יש מחזורים אופייניים לקהילות שונות ואפילו בקרב אותה קהילה קורה שיש יותר ממנהג אחד, המתבטא בהבדלים במחזורים הנפוצים בה. כך נוצרו מחזורים שונים בקהילות אשכנז, כולל מחזור כמנהג פולין השונה ממחזור אשכנז, כשבקרב האשכנזים נוצרה גם חלוקה למנהג מזרחי ומנהג מערבי; מחזורים בקהילות צפון אפריקה; מחזורים ספרדיים; מחזורים תימניים ועוד.
באוספי הספרייה הלאומית יש מחזורים רבים שמעוריים עניין רב בשל הנוסחים השונים, הערך האמנותי של אחדים מהמחזורים, אשר כוללים איורים וכתיבה ייחודית, וגם ערכם ההיסטורי של מחזורים הכלולים באוסף, הן מבחינת התקופה והן מבחינת המקום והקהילה שהמחזורים שימשו בהם.
מחזורים ליום כיפור נטו להיות דרושים במיוחד שכן הנוסחים כוללים פיוטים רבים המגדילים את היקפו של הטקסט ומגבירים את הצורך לכרוך את התפילות והפיוטים ליום כיפור בספר אחד, שיהיה שמיש למתפלל.
הגניזה הקהירית
בכל הקשור למחזורים ליום כיפור, יש עניין מיוחד במחזור הקדום ביותר באוסף הספרייה. מודבר בקטע מהגניזה הקהירית, מסוף המאה ה-11 או ראשית המאה ה-12. כתב אותו סופר ידוע בשם הלל בן עלי, שנודע כמי שפעל במצרים. הקטע קטן, הדף קרוע, והוא עדות מרגשת בת כ-1000 שנה, למחזור ליום כיפור ששימש בקהילה המפוארת בקהיר.
שונצינו
המעבר להדפסה של מחזורי תפילה מתועד באוסף הספרייה למשל באמצעות מחזור מאיטליה, משנת 1485, מבית היוצר של הוצאת שונצינו הידועה. מדובר באחד המחזורים המודפסים הראשונים, ולא זאת בלבד אלא שהוא הניסיון הראשון להדפיס ספר עברי עם סימני ניקוד, אתגר לא קטן בראשית ימי הדפוס מבחינת השליטה בדיו ובאחידות ההדפסה על הדף.
מחזור קונסטנטינופול
שנים לא רבות לאחר מכן, הגיעה משפחת שונצינו לאימפריה העות'מאנית, לקונסטנטינופול, ובשנת 1530 החלה להדפיס ספרים. אחד הספרים הראשונים שיצאו מבית הדפוס המשפחתי היה מחזור לראש השנה ויום כיפור. מדובר כיום בספר נדיר ביותר, והעותק שבידי הספרייה אינו שלם.
המחזור האשכנזי
כאמור, רבים מהמחזורים שנכתבו ביד, לפני עידן הדפוס, הם גם שכיות חמדה אמנותיות. דוגמה מרשימה במיוחד היא מחזור בכתב יד אשכנזי, מסביבות שנת 1350, מצפון איטליה. מדובר במחזור יפה להפליא, שנחשב לאחד הפריטים היפים ביותר באוסף הספרייה הלאומית. 32 מעמודיו מעוטרים בדמויות של בעלי-חיים, ציפורים ובפרחים. אך יופיו אינו רק בעיטורים אלא בקלף שעליו הוא נכתב. כפי שהיה מקובל באשכנז, המחזור, שהוכן עבור שליח הציבור של הקהילה, נכתב על קלף דק במיוחד, שהיה יקר באורח ניכר מקלף רגיל, והציב דרישות לא פשוטות לסופר ולמעטרים את הטקסט. המחזור הוא עדות לעושרה של הקהילה שהכינה אותו ולרצונה להדר את תפילות יום כיפור.
המחזור מתימן
מחזורים מתימן נפוצים ומוכרים, אך בספרייה הלאומית מצוי קטע מתוך תפילת הווידוי ליום כיפור ממחזור תימני קדום במיוחד, מן המאה ה-14. מדובר בקטע קטן, קרוע, ששרד את הזמן ותהפוכותיו. אמנם אין בידינו מידע על החלקים האחרים של המחזור שהוא חלק ממנו, אך הנוסח דומה מאוד לנוסח המקובל בקהילות יהודיות אחרות, רחוקות מתימן.
כמו כתבי יד רבים, גם מחזורים בכתב יד ידעו גורלות משונים. גיליונות הקלף שימשו לא פעם חומר גלם להכנתן של כריכות לספרים מאוחרים יותר. פיסות של קלף ישן, אולי מכתבי יד שלא היו עוד בשימוש, היו מודבקות יחד כדי ליצור שכבה עבה, כעין קרטון פשוט, ששימש לכריכה. באוסף הספרייה מצויים חלקים של מחזורים לימים הנוראים, שנכתבו על קלף, במאה ה-14, והתגלגלו לכריכות של ספרים אחרים. סימני הקיפול וההדבקה ניכרים עליהם ומעידים על גורלם של חלקי המחזורים הישנים. בדוגמה שלפנינו מדובר בשני מחזורים שונים, דומים בכתבם ובסגנונם, אך שונים בכך שהאותיות באחד הן שחורות ואילו בשני הן אדומות.