Theo Đại Nam thực lục (bộ sử của nhà Nguyễn soạn), tổ tiên họ Nguyễn trước là một họ có danh vọng ở xứ Thanh Hoa. Cha của Nguyễn Kim là Trừng quốc công Nguyễn Hoằng Dụ, ông nội của Nguyễn Kim là Nghĩa quốc công Nguyễn Văn Lang. Nguyễn Kim là con trưởng, làm quan triều Lê, chức Hữu vệ điện tiền tướng quân, tước An Thanh hầu.[1]

Theo Đại Việt sử ký toàn thư, Nguyễn Kim húy là Cam, người làng Bái Trang, huyện Tống Sơn, Thanh Hóa,[2] là con của Yên Hòa hầu Nguyễn Hoằng Dụ[3] và cháu của Nghĩa Quận Công Nguyễn Văn Lang.[3]

Theo sách Đại Việt thông sử, dưới triều Mạc Đăng Dung: Hữu vệ Điện tiền tướng quân An Thanh hầu Nguyễn Kim là em của Nguyễn Hoằng Dụ.[4]

Theo nhóm tác giả Đinh Công Vỹ, Phan Duy Kha, Lã Duy Lan, trong cuốn sách Nhìn lại lịch sử, nhóm tác giả này nghiên cứu phả hệ họ Nguyễn Gia Miêu cho rằng Nguyễn Kim và Nguyễn Hoằng Dụ chỉ là anh em họ. Người sinh ra Nguyễn Kim là Nguyễn Văn Lưu, anh Nguyễn Văn Lang và bác Nguyễn Hoằng Dụ.