关于牛腿琴的来历，民间流传着一个古老的传说：很早很早以前，在黔东南的一个侗族山寨里，住着穷、富两家人。富人依仗财势经常放狗去咬穷人，穷人也不示弱，奋起反抗将狗打死，从此两家仇恨日深。一次，穷人养的牛见主人被欺，冲上相助，富人见势不妙，也放出自己的牛来。此后，人与人打，牛同牛斗，闹得整个山寨不得安宁。有个神仙下凡来调解，送给每人一支芦笙，让他们吹着走乡串寨，忘记争斗。而牛却不听召唤，越斗越凶。神仙担心牛的角斗再挑起人的旧仇，气急之下便把两头牛的后腿给砍断了。两牛再也无法争斗，矛盾虽然得到解决，可穷人却永远失去了耕牛，他伤心地抱着牛腿痛哭不已。待牛腿腐烂了，他就做了一个木头的牛腿，仍抱着它一边抚摸，一边诉说自己的苦衷。于是，后来就逐渐形成了在民间流传的牛腿琴和牛腿琴歌。
传统的牛腿琴（图），琴体用一整段木料制成。民间多为自制自用，不仅使用的材料有别，琴的规格尺寸也大小不同，尚无统一标准，一般全长50厘米～85厘米，多使用当地所产杉木、桐木、松木、椿木、杨木或杂木制作，以选用纹理顺直、无疤节的杉木为佳。共鸣箱系在半边原木一端挖凿出长瓢形腹腔，其上蒙以桐木薄板为面，琴背呈船底形，琴箱长22厘米～36厘米、宽8厘米～12厘米、厚5厘米～6厘米，面板中部右侧（或左侧）开有一个圆形出音孔，可插入音柱。琴头方柱形，平顶无饰，长7厘米～12厘米、宽4厘米～6厘米，弦槽后开，两侧各设一个硬木弦轴（左上右下）或两轴同设右侧，琴头正面下方开有两个弦孔以穿弦。琴颈前平后圆、上窄下宽，长22厘米～38厘米，上与琴头相接，下与琴箱相连并浑为一体，正面用于按弦，不设指板和品位。在面板下方2/3处置竹或木制桥形琴马，下端设有牛皮缚弦用以系弦。张两条琴弦，最初用细棕绳，后改为丝弦，现多用钢丝弦。琴弓用细竹为弓杆，两端系以棕丝或马尾而成，弓长55厘米～65厘米。此外，还有一种小巧玲珑的小牛腿琴，琴体全长只有18厘米～20厘米，流行于贵州省榕江县乐里一带。
在北京中国艺术研究院音乐研究所的中国乐器博物馆里，珍藏着两支牛腿琴，琴体都用一整块杉木制成，琴形完全相同，全长分别为49厘米和52厘米。共鸣箱呈长瓢形，蒙桐木面板。其中一支琴箱长22厘米、最宽处8.2厘米、最厚处5厘米，面板中部右侧开一圆形音孔，直径1厘米。琴头方柱形，平顶无饰，弦槽后开，左右两侧各设一轴。弦轴硬木制，圆锥形，轴长10厘米，轴柄刻有直条瓣纹。琴颈窄而长，前平后圆，上窄下宽，下部与琴箱接为一体。面板中间置竹制桥形琴马。张两条丝弦，琴弦由琴头正面弦孔穿出，下端系于皮制缚弦上。细竹系以马尾为弓。此琴通体髹以兰色油漆，制于1958年，出自贵州黎平民间艺人之手，已被载入《中国乐器图鉴》大型画册中。
演奏时，可采用坐姿或立姿。坐姿多使用稍大的牛腿琴，将琴箱下端夹于两膝之间，琴面朝前，左手持琴按弦，右手执弓在弦外拉奏；立姿多使用稍小的牛腿琴，将琴的尾端顶在左肩与左胸之间，琴面朝上，左手托持琴颈，用食指、中指和无名指按弦，右手执弓在弦上拉奏。这种奏法在我国各族民间拉弦乐器中极为少见，它和演奏小提琴的姿势有些相似。牛腿琴还可边走边奏。它的定弦因地域和用途不同而有异，多以五度关系定弦，也可按四度、小三度音程定弦，一般常定弦为：g、d1、c1、g1；d1、a1；d1、g1或e1、g1。只用一个把位演奏，音域只有一个八度。牛腿琴具有与众不同的特点，就是它使用棕丝弓毛摩擦棕绳弦，所以它的发音纤柔而略带嘶声，音色柔细，音量较小，并能与人声、歌声十分密切地结合，有着鲜明的民族特色和浓郁的地方风格。演奏时常在音孔中插入一根直径稍细的圆木钉作为音柱，通过推进、拉出或旋转木钉，可以调节琴的音量和音色。经常同时用双弦奏出五度和音。牛腿琴主要用于各种体裁的侗歌和侗戏伴奏，也可独奏或合奏，还常常自拉自唱。
