关于李白家世的材料，最具权威性的有两种，即由李白本人的诗文和李阳冰《草堂集序》、魏颢《李翰林集序》、范传正《唐左拾遗翰林学士李公新墓碑》四者构成。前一种出自李白本人所述，后一种来自李白文集的最早版本之序文、碑文，也就是说这两种材料皆是关于李白家世的最早最可靠的记载。
关于李白的家世，由于这两种材料不完全一致，同时也由于人们理解之不同，所以学术界历来有多种不同的说法。
1.凉武昭王李暠（皓的异体字）九代孙说
李阳冰《草堂集序》云：“李白，字太白，陇西成纪人，凉武昭王暠九世孙。”
范传正《唐左拾遗翰林学士李公新墓碑并序》亦云：“公名白，字太白，其先陇西成纪人。绝嗣之家，难求谱谍。公之孙女搜于箱箧中，得公之亡子伯禽手疏十数行，纸坏字缺，不能详备。约而计之，凉武昭王九代孙也。”
又据《晋书·凉武昭王李玄盛传》说：“武昭王讳暠，字玄盛，小字长生，陇西成纪人，姓李氏，汉前将军广之十六世孙也。”《新唐书·李白传》云：“李白，字太白，兴圣皇帝九世孙。”兴圣皇帝即东晋时西凉武昭王李暠。
2.西域胡人说
首倡此说者为马承钧，见于他发表于1930年9月号《东方杂志》上的《唐代华北蕃（bō ）胡考》一文。
陈寅恪于1935年在《清华学报》第10卷第1期发表《李白氏族之疑问》指出，在当时“一元非汉姓之家，忽来从西域，自称其先世于隋末由中国谪居于西突厥旧疆之内，实为一必不可能之事”，“则其人之本为西域胡人，绝无疑义矣。”
另有人据有关记载和李白诗文，说李白曾草答蕃（bō ）书；李白豪侠之风与中华之传统文人不类；李白习夷礼；李白相貌特异等，认为也可证明李白为西域胡人。
3. 非宗室的汉人说
胡怀琛在《李太白的国籍问题》（1936年3月《逸经》第1期）中指出，李白的先世曾寓居在呾（dá）逻私城（今哈萨克斯坦南部江布尔城）的南面十余里，是突厥化的中国人。
俞平伯的《李白的姓氏籍贯种族的问题》（《文学研究》1957年第2期）也认为，李白自认为是中国人这一点不应该错，只不过因为他家久住西域，所以胡化程度很深罢了。他家原来姓什么不知道，却不姓李。大约是为避仇避难避官事逃到四川，李白生于西域，迁蜀后其父始改姓李。
4. 李轨后裔说
今人王文才《李白家世探微》（1982年10月《纪念李白逝世1220年及江油李白纪念馆开馆大会会刊》）一文认为，李白确系凉武昭王李暠九世孙，其先世与隋末唐初的割据势力李轨（在隋朝灭亡前夕，李轨据武威，称大凉皇帝）同属陇西姑臧大房（姑臧大房出自兴圣皇帝第六子李翻），或许曾卷入李轨与李渊的斗争，并因此而远遁。武周时代，政局变化，作为先朝罪谪的后裔，于是潜还内地。其来昌明，本为投奔亲族，因为蜀地龙州原有一支陇西李氏的族人。玄宗时，李白先辈与唐王朝旧隙未销，故李白不得入宗正寺属籍。
5．李伦后裔说
胥树人《李白和他的诗歌》（上海古籍出版社1984年版）认为，据李白《上安州裴长史书》中“白本家金陵，世为右姓，遭沮渠蒙逊难，奔流咸秦，因官寓家”数句可知，李白应是陇西李氏丹阳房始祖李伦之后（李伦为李暠的伯曾祖），秦、吴、隋时，丹阳皆可称金陵。李伦五世孙文度为西凉安定太守，沮渠蒙逊灭西凉，李文度与族人逃至北魏，居京兆山北，此京兆当指长安，姑云“奔流咸秦”。
6．李建成玄孙说
蒹葭（jiā）《李白身世之谜》（《中国青年报》1985年7月28日）介绍台湾学者罗香林关于李白身世的说法：武德末年，玄武门兵变，李建成兵败身亡，妃子托孤于宫女，随商人入西域。这个遗孤乃李白的高祖或曾祖。到李白这一代，他父亲因故国之思而迁入蜀中彰明，李白则入中原寻根。
7. 李陵后裔说
范伟《关于李白氏族的研究》（《求是学刊》1986年第3期）一文，认为李白非凉武昭王后裔，而是与李暠先祖为同一人的西汉飞将军李广之后。李广的长房、长孙李陵兵败降匈奴，再妻胡女，并遗子在胡。据《周书·李贤传》、《隋书·李穆传》，李陵在胡地的后代乃李贤、李穆。李白的祖先即李贤、李穆这一支李陵的后裔，隐姓埋名于西域，至神龙初才遁还内地，恢复李姓。故此，李白乃汉之苗裔，胡之身躯的“中原”和“北地”之混血儿。
兰州大学图书馆张书城的《李白先世之谜》（《唐代文学论丛》第八辑）一文也认为“西汉李广、李陵、北周李贤、杨隋李穆这一陇西成纪李氏才是真正的李白先世之家”。
