研究者們把許多注意力放在對詩人的家世和出生地的考察上，連篇累牘的文章，觀點相左，爭論不休，難以得出確定的結論，這種現象，在中國古代文學中，李白恐怕是唯一的一位。這是因為，環繞在李白家世和出生地問題上的迷霧太濃厚了，而現有的資料又不足以揭開這些迷霧。
關於自己的家世，李白說：
白，隴西布衣，流落楚漢。（《與韓荊州書》）
本家隴西人，先為漢邊將。（《贈張相鎬二首》其二）
隴西是秦漢時郡名，治所在狄道（今甘肅臨洮縣南）。唐時，李、崔、鄭、盧、王是所謂五大姓，而隴西是李姓郡望。唐人喜歡以郡望稱其姓氏，所以研究者一般隻承認隴西是李白的籍貫，與李白家世並無本質聯係。但也不盡然，因為李白同時又說他的祖先是“漢邊將”——西漢時號稱飛將軍的李廣，這又明明與他的身世有關了。李廣是隴西成紀（今甘肅秦安縣）人，所以李白自稱隴西，實際上也就指隴西郡成紀縣。
李廣距李白太遙遠了，說李廣是自己的祖先，也可能僅僅是因為郡望的關係而隨便拉扯上他。但是李白又說他是東晉安帝時據河西五郡的涼武昭王李暠的九世孫。這個材料出自李陽冰的《草堂集序》和範傳正的《唐左拾遺翰林學士李公新墓碑》：
李白，字太白，隴西成紀人，涼武昭王暠九世孫。蟬聯珪組，世為顯著……然自窮蟬玉舜，五世為庶，累世不大曜，亦可歎焉。（李《序》）
公名白，字太白。其先隴西成紀人。絕嗣之家，難求譜牒，公之孫女搜於箱篋中，得公之亡子伯禽手疏十數行。紙壞字缺，不能詳備，約而計之，涼武昭王九代孫也。（範《新墓碑》）
李陽冰與李白同時，李白稱他為族叔。唐代宗寶應元年（762），陽冰在當塗縣（今屬安徽）作縣令，貧病交加、垂垂老矣的李白去投奔他，在病榻之上，李白將他的手稿付與，托其為自己編集作序（即《草堂集序》），關於自己身世的說法，應出自李白之口述。範傳正也是唐代人，年齒晚於李白五十歲左右。範傳正的父親範倫是李白的朋友，兩人有詩酬答（詩今不傳）。李白去世五十多年後，範傳正做宣、歙、池等州觀察使，尋訪到了李白的兩個孫女，關於李白係涼武昭王李暠九世孫的說法，得之於李白之子伯禽的親筆手疏，也如同李白自述一般。可見以上兩個材料的可信程度都是不容置疑的。而涼武昭王九世孫一說，與李白自稱“隴西”又同出一源，並不矛盾。李暠正是西漢李廣之後。唐朝天子也是李暠之後；李白既自稱是李暠之後，則與唐天子為同宗。關於這一點，李白自己也不否認，他有許多與唐宗室贈答的詩，或稱從兄、族弟，或稱族叔、祖翁。然而問題的最大疑團也即在此。
唐開國皇帝李淵是李暠七世孫。李淵以下，是太宗李世民、高宗李治、睿宗李旦、玄宗李隆基。按照輩分排下來，李白應是玄宗李隆基的族祖。唐玄宗時，曾下詔把李暠子孫“列入宗正寺，編入屬籍”，即皇家族譜，李白並非湮沒無聞之人，為什麼並沒有被編入屬籍？據詹、郭沫若考證，李白在與唐宗室詩文交往中，凡標題中表示的祖孫、叔侄、兄弟關係，以李暠九世孫為準予以核對，世代多不相符。多數情況下，是把自己輩分降低了，降低一輩、兩輩以至四輩，這說明李白自己對自己的身世也是自相矛盾、遊移不定的（見詹《李白詩論叢·李白家世考異》、郭沫若《關於李白·李白出生於中亞碎葉》）。所以郭老進一步得出結論，說“這分明是封建意識在作怪。所謂李暠九世孫之說，看來是李白本人或其先人所捏造，目的就是抬高自己的門第”。