Trong sách giáo khoa bậc phổ thông, đời Hồng Bàng được dạy đầy đủ từ Kinh Dương Vương cho tới 18 vua Hùng như một sự thật hiển nhiên. Tuy nhiên, trong giới sử học, một số nghi vấn vẫn được đặt ra về đời Hồng Bàng.

Quốc gia

• Có đời Hồng Bàng hay không? Có người cho rằng di tích lịch sử chưa chứng minh được sự hiện hữu của một chế độ cai trị như sử vẫn chép về đời Hồng Bàng. Người khác cho rằng sự hiện diện của trống đồng có tuổi vào những năm 700 TCN, nếu chưa chứng minh được đời Hồng Bàng, cũng đủ để không bác bỏ những điều sử cũ chép về đời Hồng Bàng.
• Hồng Bàng là sản phẩm tưởng tượng của các sử gia thế kỷ 14. Nghi vấn này dựa trên việc sử cổ không viết về đời Hồng Bàng: Đại Việt Sử ký (1272) của Lê Văn Hưu không chép gì về đời Hồng Bàng mà bắt đầu từ đời Triệu Vũ Vương (Triệu Đà). An Nam chí lược của Lê Tắc, viết tại Trung Hoa khoảng 1335, cũng không viết gì về đời Hồng Bàng mặc dù có nói nước An Nam đã giao thiệp với Trung Hoa từ thời Nghiêu Thuấn. Phải đến khoảng năm 1377, trong Đại Việt Sử lược, một cuốn sách không rõ tác giả, mới có nhắc sơ qua đến đời Hồng Bàng: "Đến đời Trang Vương nhà Chu (696-682 trước Công nguyên), ở bộ Gia Ninh có người lạ, dùng ảo thuật áp phục được các bộ lạc, tự xưng là Hùng Vương, đóng đô ở Văn Lang, hiệu là nước Văn Lang".

Truyền thuyết Kinh Dương Vương được ghi lại lần đầu là do Ngô Sĩ Liên trong Đại Việt Sử ký Toàn thư năm 1479. Trong Việt sử tiêu án (1775), Ngô Thì Sĩ đặt nghi vấn về Kinh Dương Vương, Xích Quỷ, và nhiều truyền thuyết liên quan.

• Niên đại của đời Hồng Bàng có bắt đầu từ 2879 trước Tây lịch là không chính xác. Sử gia đặt nghi vấn này (như Trần Trọng Kim) tính từ con số truyền thuyết về vua Kinh Dương Vương (2879 TCN), qua Lạc Long Quân và 18 vua Hùng (kết thúc 257 TCN), tính ra 2622 năm cho 20 ông vua, trung bình mỗi người 121 năm. Nhiều người chấp nhận niên đại khoảng 700 TCN là năm bắt đầu đời Hồng Bàng vì Việt sử lược ghi rằng nước Văn Lang bắt đầu từ đời vua Chu Trang Vương (696-682 TCN).
• Tuy nhiên cũng có những giả thuyết nghi vấn về một quốc gia cổ là Việt Thường. Cổ sử Trung Hoa có chép: vào thời Chu Thành Vương (1042-1021 TCN) có người ở Việt Thường đến dâng chim Trĩ trắng. Có thể đặt ra giả thiết Văn Lang là nhà nước kế tục Việt Thường, khi Văn Lang thay thế Việt Thường đã đặt tên Việt Thường làm một trong 15 bộ của mình. Cả Văn Lang và Việt Thường đều thuộc thời đại Hồng Bàng, tên nước thì có thể đặt từ khi thành lập để gọi nhưng tên thời đại Hồng Bàng thì chắc chắn sau này các sử gia tự đặt cho dễ sắp xếp và theo dõi.
• Nói về niên đại đầu đời Hồng Bàng (2879 TCN) ở Việt Nam cũng giống như giả thuyết về quốc gia cổ Gojoseon trong lịch sử Triều Tiên (Triều Tiên này không phải là Bắc Triều Tiên ngay nay, mà là toàn bộ bán đảo Triều Tiên) được Dangun thành lập năm 2333 TCN và suy tàn vào khoảng thế kỷ 3 TCN và vương quốc này hiện nay cũng được chứng minh chỉ thực sự hình thành ở thế kỷ 5 TCN (tương tự Văn Lang).
• Một vấn đề khác là họ Hùng: Các sử gia cho rằng, người Việt cổ tới tận thời Hai Bà Trưng vẫn chưa có họ. Theo sách Lịch sử Việt Nam, tập 1 của Viện Sử học Việt Nam, chữ "Hùng" trong "Hùng Vương" thực ra là lấy từ tên các vua nước Sở, một nước chư hầu thời nhà Chu của Trung Hoa. Các vua Sở đều có tên mang chữ Hùng như: Hùng Thông (Sở Vũ vương), Hùng Vận (Sở Thành vương), Hùng Hòe (Sở Hoài vương)... Tổ tiên nước Sở vốn có tên là Hùng Dịch. Bởi Bách Việt ở gần nước Sở của Trung Hoa nhất nên những người Việt đã lấy theo tên các vua nước này. Mặt khác, người Việt ở Việt Nam còn tự gọi là người Kinh, mà chữ "Kinh" vốn xuất phát từ vùng Kinh Châu, sông Kinh mà nước Sở cai quản. Như vậy Hùng Vương nói riêng và Hồng Bàng nói chung, với nhiều tình tiết lịch sử pha lẫn truyền thuyết, có thể còn là sản phẩm pha trộn của người Việt gốc và người Việt lai Hán - người Kinh sau này.[4]
• Giả thiết khác đặt ra về họ của các vua Hùng là họ Lạc theo họ của Lạc Long Quân và Hùng Vương chỉ là họ. Biểu hiện là những chức danh-tên gọi như Lạc hầu, Lạc tướng (quan giúp việc), Lạc dân (dân đen), Lạc điền (đất ruộng)...
• Một số thần phả còn ghi chép rõ thụy hiệu của các vua Hùng (như Hùng Hy vương, Hùng Duệ vương...) nhưng các nhà nghiên cứu không cho rằng đó là đáng tin. Mặt khác, lại có thuyết tính Kinh Dương Vương là Hùng Vương đầu tiên và Lạc Long Quân là Hùng vương thứ hai, sau đó chỉ có 16 Hùng Vương là hết thời Hồng Bàng.

Lãnh thổ

• Theo Đại Việt Sử ký Toàn thư và Lĩnh Nam chích quái, tên 15 bộ của Văn Lang không được thuyết phục vì tên các bộ trên phần lớn là tên Hán-Việt chỉ có sau khi lệ thuộc nhà Hán. Chỉ có tên 2 bộ được sử cũ Trung Hoa ghi chép có trước khi văn hóa Hán xâm nhập là Việt Thường (thời vua Chu Thành Vương) và Gia Ninh (thời vua Chu Trang Vương). Theo như nhận định thì bộ Việt Thường ở cực nam Văn Lang tức vùng Hà Tĩnh ngày nay, còn bộ Gia Ninh ở Phú Thọ ngày nay.
• Về dân số đến đầu Công nguyên trên khu vực Giao Chỉ, Cửu Chân chưa đến 1 triệu người. Vậy trước đó hàng trăm năm thời Hùng Vương dân số còn ít hơn nữa, chắc chỉ vài trăm nghìn người là tối đa, chỉ tương đương với dân số tỉnh Điện Biên (500 nghìn) hoặc Lào Cai (560 nghìn) ngày nay, với dân cư như trên thì Văn Lang không thể là một quốc gia rộng như miêu tả của Lĩnh Nam chích quái được. (Tuy nhiên trước đây vùng Bắc Mỹ có nhiều bộ lạc của người da đỏ, mà mỗi bộ lạc chỉ có vài chục người cho đến hai, ba trăm người là nhiều. Vậy thuyết "ít dân số không thể tản mác trên một diện tích rộng lớn" cũng không có được tính thuyết phục).
• Về lãnh thổ, phía bắc thì không biết ở đâu nhưng chắc chắn ở phía nam lãnh thổ Văn Lang chỉ đến đèo Ngang vì khi An Dương Vương chiếm Văn Lang chia đất của Vua Hùng ra làm 2 bộ tương ứng với đất Giao Chỉ và Cửu Chân thời Hán. Và bộ Việt Thường chính là phần đất cực Nam của Văn Lang - tương ứng với Hà Tĩnh ngày nay.