Sách Đại Việt sử lược, tài liệu lịch sử sớm nhất được cho là soạn thời nhà Trần, đề cập sự kiện "Đỗ Thích giết vua" vắn tắt như sau:

Sách Đại Việt sử ký toàn thư soạn thời nhà Lê cũng mô tả tương tự:

Nguyên do Đỗ Thích giết vua, các tài liệu lịch sử thời phong kiến đều chép khi Đỗ Thích còn làm chức lại ở Đồng Quan, đêm nằm trên cầu, bỗng thấy sao sa rơi vào miệng, từ đó nảy ra ý định giết vua. Tuy nhiên, sau khi vua Đinh Tiên Hoàng và Nam Việt vương Đinh Liễn bị sát hại, triều thần đều truy lùng kẻ giết vua. Đỗ Thích phải trèo lên nằm trong máng nước ở trong cung suốt ba ngày liền chịu đói khát. Khi trời đổ mưa, Đỗ Thích thò tay hứng nước mà uống, cung nữ nhìn thấy nên đi báo. Định Quốc công Nguyễn Bặc sai người bắt xuống và đem đi chém.[2][4][5] Theo học giả Đào Duy Anh, khi bắt được Đỗ Thích, Nguyễn Bặc cho đem chém rồi đập tan xương và cắt thịt chia cho nhân dân bắt họ phải ăn.[6]

Sau khi Đỗ Thích chết, triều thần tôn lập Vệ vương Đinh Toàn mới 6 tuổi lên ngôi, sử gọi là Đinh đế Toàn. Tuy nhiên, triều đình rơi cuộc tranh giành quyền lực giữa Thập đạo tướng quân Lê Hoàn và các đại thần khác Nguyễn Bặc, Đinh Điền, Phạm Hạp. Cuối cùng, với sự ủng hộ của Phạm Cự Lượng và Thái hậu, Lê Hoàn giành được phần thắng, giết được cả Nguyễn Bặc, Đinh Điền, Phạm Hạp, không lâu sau tự lập làm vua, sử gọi là Đại Hành hoàng đế, mở ra triều đại mà về sau gọi là nhà Tiền Lê.