Sau khi ông được truy tặng danh hiệu Anh hùng, do thiếu thông tin cũng như những ghi nhớ sai sót trong quá trình kể truyền miệng của nhiều người, một số tài liệu đã mô tả lại câu chuyện về hành động dũng cảm Tô Vĩnh Diện với những thông tin không chính xác. Nhầm lẫn phổ biến nhất là việc cho rằng Tô Vĩnh Diện đã cứu khẩu đại bác cỡ 105mm, thực ra khẩu pháo mà Tô Vĩnh Diện cứu được là pháo cao xạ 37mm. Một nhầm lẫn khác cũng rất phổ biến là cho rằng "Tô Vĩnh Diện lấy thân chèn bánh pháo" để ngăn pháo lao xuống dốc, thực ra Tô Vĩnh Diện đã lấy thân chèn vào càng pháo chứ không phải bánh pháo.

Thời điểm cũng như vị trí ông hy sinh cũng bị ghi chép khác nhau. Nhiều tài liệu dựa vào lời kể truyền miệng đã chép thời điểm ông hy sinh vào tháng 3 năm 1953. Trên bia mộ ông khắc thời điểm hy sinh là ngày 21 tháng 1 năm 1954). Các tài liệu sau này, căn cứ vào các nhân chứng lịch sử, đã xác định chính xác thời điểm anh hy sinh là lúc khoảng 22 giờ ngày 28 tháng Chạp (tức 1 tháng 2 năm 1954). Địa điểm hy sinh cũng được xác định ở rừng Pá Có, sườn phía tây Pha Sung, thuộc xã Nà Nhạn, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên[2].