Les premiers cas signalés étaient des personnes travaillant au marché de gros de fruits de mer de Huanan, à Wuhan. Des scientifiques chinois ont par la suite isolé, cartographié et rendu disponible sa séquence génétique L'agent pathogène est un virus de la famille des coronavirus, le 2019-nCoV, dont la séquence génétique est similaire à 80 % à celle du SARS-CoV.
Ces premiers cas suspects ont été signalés le 31 décembre 2019, les premiers symptômes étant apparus un peu plus de trois semaines plus tôt, le 8 décembre. Le marché a été fermé le 1er janvier et les personnes présentant les symptômes ont été isolées. Plus de 700 personnes, dont plus de 400 travailleurs de la santé, qui sont entrées en contact étroit avec des cas suspects ont été par la suite surveillées. Grâce au développement d'un test PCR spécifique, la présence de 2019-nCoV a ensuite été confirmée chez 41 personnes du cluster de Wuha, dont deux auraient été plus tard décrites comme étant un couple marié, dont l'un n'était pas allé au marché, et trois autres qui étaient membres de la même famille qui travaillaient aux étals de fruits de mer du marché. Le 9 janvier, le premier décès est survenu chez un patient de 61 ans à Wuhan. Le 16 janvier, les autorités chinoises ont annoncé qu'un autre homme de 69 ans, dont la maladie avait été confirmée, était décédé la veille à Wuhan.
Toutefois, une étude plus approfondie publiée le 24 janvier dans la revue scientifique The Lancet a montré que les premiers symptômes attribuables a posteriori à 2019-nCoV sont apparus dès le 1er décembre 2019 chez un patient qui n'avait pas fréquenté le march, de même qu'un tiers des 41 cas signalés à Wuhan en décembre 2019 : l'origine de l'épidémie est donc antérieure à décembre 2019 et pourrait ne pas se trouver sur le marché de Wuhan.
La transmission interhumaine est confirmée le 20 janvier dans le Guangdong, en Chine, selon Zhong Nanshan, chef de l'équipe de la commission de la santé enquêtant sur l'épidémie. L'Organisation mondiale de la santé (OMS) a averti qu'une épidémie plus ample pourrait se produire. Un risque de propagation accru était craint pendant la saison de pointe des voyages en Chine autour du Nouvel An chinois.