Die Ursprünge der Sage reichen bis in das heroische Zeitalter der germanischen Völkerwanderung zurück. Ein historischer Kern der Sage wird in der Zerschlagung des Burgunderreiches am Rhein in der Spätantike (um 436) durch den römischen Magister militum Aetius mit Hilfe hunnischer Hilfstruppen gesehen.
Weitere Anknüpfungsmöglichkeiten bieten die Schlacht auf den Katalaunischen Feldern 451, der Tod Attilas sowie die Geschehnisse im zweiten Burgunderreich an der Rhone und die Geschehnisse bei den Merowingern bis zum Tode Brunichildis 613. Dietrich von Bern, der nach der Sage zeitweise am Hofe Attilas lebte, wird seit dem Mittelalter mit dem ostgotischen König Theoderich dem Großen gleichgesetzt. Die Sage weicht allerdings stark von den bekannten historischen Fakten dieser Ereignisse ab. So waren die Burgunder nicht an Attilas Hof gezogen, sondern in ihrer Heimat am Rhein vernichtet worden. Attila war zu dieser Zeit auch noch nicht der hunnische König. Weiterhin war Theoderich der Große nie am Hofe Attilas, wie es in der Sage erzählt wird, auch weil der Hunne vor Theoderichs Geburt schon tot war. Man geht daher allgemein davon aus, dass diese Heldensagen ein teils erfundenes, teils immer wieder neu zusammengesetztes Sagengeflecht darstellen, das auf verschiedenen historischen Ereignissen fußt.
Im Gegensatz dazu vermutet der Privatgelehrte Heinz Ritter-Schaumburg als wahren Kern der Nibelungensage historische Ereignisse in Niederdeutschland um das Jahr 500. Er sieht die Sage als historische Quelle an, wobei er sich vor allem auf die altschwedische Fassung der Thidrekssaga stützt. Sagenhelden wie Dietrich von Bern, Siegfried und die Nibelungen seien historisch gewesen und erst im Verlauf des Mittelalters mit historisch bekannten Vorbildern wie Theoderich dem Großen oder den Burgunden verwechselt und gleichgesetzt worden. Von Fachkreisen wird die These allerdings abgelehnt.
