Theo sách Khâm định Việt sử Thông giám Cương mục, Nguyễn Bặc là người động Hoa Lư, châu Đại Hoàng (nay là Động Hoa Lư, Xã Gia Hưng, huyện gia Viễn, tỉnh Ninh Bình), Đại Cồ Việt. Hiện nay Hội Đồng Dòng Tộc Nguyễn Bặc Toàn Quốc - Ban Quản Lý Quần Thể Di Tích Nhà Thờ và Mộ Đức Thái Tể Triều Đinh - Định Quốc Công Nguyễn Bặc cùng với toàn thể bà con dòng tộc chụu trách nhiệm trực tiếp tổ chức lễ giỗ của Ngài 14 - 15/10 âm lịch hàng năm, và ngài được suy tôn là (Đức Thái Thủy Tổ) của Dòng Tộc Nguyễn Đại Tông. Thuở nhỏ, ngài đã cùng kết bạn với Đinh Bộ Lĩnh, Đinh Điền, Trịnh Tú và Lưu Cơ.


Thần phả còn ghi ông có 2 người anh là Nguyễn Bồ là anh cả có chánh thất Phu Nhân và có con cái nhưng không thấy tài liệu nào ghi chép, chỉ ghi chánh thất thứ nhất là Công Chúa Quế Hương con gái củaĐinh Bộ Lĩnh và Nguyễn Phục, đều là tướng đi theo Đinh Bộ Lĩnh hùng cứ ở Hoa Lư thời nhà Ngô. CảĐinh Điền, Trịnh Tú và Lưu Cơ cũng tham gia vào lực lượng này.
Khi Nam Tấn Vương Ngô Xương Văn tử trận (965), các sứ quân nổi dậy. Anh em Nguyễn Bặc theo Đinh Bộ Lĩnh đánh dẹp. Theo thần phả, khi đánh dẹp một sứ quân mạnh là Nguyễn Siêu, Nguyễn Bồ và Nguyễn Phục cùng 2 tướng khác bị tử trận. Vạn Thắng Vương liền truyền Nguyễn Bặc, Đinh Điền và Lê Hoànđem quân đánh báo thù, kết quả diệt được Nguyễn Siêu (967).
Ngoài trận đánh Nguyễn Siêu, Nguyễn Bặc đóng góp nhiều công lao trong việc đánh dẹp các sứ quân, giúp thống nhất toàn quốc dưới tay vua Đinh.
Năm 968, Đinh Bộ Lĩnh lên ngôi, tức là Đinh Tiên Hoàng, Nguyễn Bặc được phong làm Định quốc công,Đinh Điền được phong làm ngoại giáp. Chính sử không nói rõ nhưng các gia phả họ Nguyễn có giải thích thêm rằng: Nguyễn Bặc làm Định Quốc Công, coi việc Nội Giáp, tức là việc nội chính, còn Đinh Điền làmNgoại Giáp coi việc bên ngoài.
Xem thêm: Đinh Tiên Hoàng, Đỗ Thích
Năm 979, Đinh Tiên Hoàng và Nam Việt vương Đinh Liễn bị sát hại. Quan Chi hậu nội nhân là Đỗ Thích bị nghi là thủ phạm hàng đầu, sợ hãi bỏ trốn.
Theo Đại Việt Sử ký Toàn thư, ba ngày sau, Thích khát nước khát thò tay ra hứng nước mưa uống, bị cung nữ phát hiện đi báo. Nguyễn Bặc lập tức bắt giết ngay Đỗ Thích. Ông cùng các đại thần tôn phò con nhỏ của Đinh Tiên Hoàng là Vệ Vương Đinh Toàn lên ngôi, tức là Đinh Phế Đế. Mẹ Phế Đế là Dương Vân Nga trở thành thái hậu.
Tuy nhiên rất nhiều ý kiến của các nhà nghiên cứu sử gia hiện nay lại cho rằng Đỗ Thích là người bị oan cho là trực tiếp giết hại cha con Nam Việt Vươngvà chủ mưu chính là Lê Hoàn và Dương hậu, mà Đỗ Thích chỉ là quan chi hậu nên bị ép buộc nhưng chưa thực hiện được ý đồ nên là đồng phạm.
Theo Khâm định Việt sử Thông giám cương mục, Nguyễn Bặc, Đinh Điền làm phụ chính cho Phế Đế, nhưng lúc đó Dương thái hậu tư thông với Thập đạo tướng quân Lê Hoàn, cho Lê Hoàn làm Phó vương, nắm quyền chỉ huy quân đội, chuyên quyền, tự do ra vào cung cấm. Nguyễn Bặc lo lắng bàn với các tướng:

Ông bèn cùng Đinh Điền, Phạm Hạp khởi binh, chia hai đường thủy bộ cùng tiến đánh Lê Hoàn. Nguyễn Bặc và Đinh Điền kéo quân từ châu Ái (nay thuộc Thanh Hoá), định kéo thẳng đến kinh đô để giết Lê Hoàn. Dương thái hậu nghe tin, bảo Lê Hoàn:

Lê Hoàn nói:

Lê Hoàn liền sắp xếp quân đội, đánh nhau với Nguyễn Bặc, Đinh Điền ở Ái Châu. Lê Hoàn vốn là người giỏi dùng binh, Nguyễn Bặc và Đinh Điền không chống nổi, lại đem quân thủy ra đánh. Lê Hoàn theo chiều gió, phóng lửa đốt cả thuyền chiến. Đinh Điền bị chết tại trận, còn Nguyễn Bặc bị bắt, đưa về kinh đô. Trước mặt Nguyễn Bặc, Lê Hoàn kể tội ông:

Rồi Lê Hoàn giết hại ông. Năm đó ông 56 tuổi, cùng sinh một năm và chết 1 năm với Đinh Tiên Hoàng.
Nguyễn Bặc, Đinh Điền đã chết rồi, quân của Phạm Hạp mất tinh thần, chạy lên hương Cát Lợi ở Bắc Giang. Lê Hoàn đem quân đuổi theo, bắt đưa về kinh đô, giết chết.
Các đạo quân chống đối bị tiêu diệt, Lê Hoàn được sự hỗ trợ của Dương thái hậu và tướng quân Phạm Cự Lạng, liền phế Đinh Toàn làm Vệ vương như cũ, giành lấy ngai vàng, tức là vua Lê Đại Hành, lập ra nhà Tiền Lê.
Ngày nay ở Ninh Bình còn rất nhiều đền thờ ông và Đinh Điền. Theo các nhà nghiên cứu sử học, số đền thờ các trung thần nhà Đinh nhiều hơn số đền thờ Lê Hoàn và Dương hậu phản ánh tình cảm của dân chúng đối với các ông.
Nguyễn Bặc là con trai Nguyễn Thước, một gia tướng của Dương Đình Nghệ. Nhiều ý kiến từ các chi - phái thuộc hậu duệ của ngài cho rằng Nguyễn Bặc chính là Đức Thái Thuỷ Tổ của dòng họ Nguyễn Đại Tông của họ, trong đó có con cháu là Nguyễn Trãi và các chúa Nguyễn, vua nhà Nguyễn sau này.^[4][5][6].
Sử ghi, con trưởng của Nguyễn Bặc là Nguyễn Đê (hay Đệ) làm quan nhà Tiền Lê và tham gia cùng Đào Cam Mộc đưa Lý Công Uẩn lên ngôi sau khi Lê Ngọa Triều chết. Theo gia phả họ Nguyễn Đại Tông, con cháu của Nguyễn Bặc, Nguyễn Đê di cư vào làng Gia Miêu, huyện Tống Sơn, Thanh Hóa và là tổ tiên của các chúa Nguyễn.
Theo một gia phả họ Nguyễn: Tiên nguyên toát yếu phổ của Tôn Thất Hân, thế thứ các đời họ Nguyễn ở Gia Miêu, Tống Sơn, Thanh Hóa từ Nguyễn Bặc như sau:
Nguyễn Bặc
Nguyễn Đê
Nguyễn Viễn
Nguyễn Phụng
Nguyễn Nộn
Nguyễn Thế Tứ
Nguyễn Minh Du
Nguyễn Biện
Nguyễn Sử
Nguyễn Công Duẩn (hay Chuẩn) - công thần khởi nghĩa Lam Sơn
Nguyễn Đức Trung - đại thần tham gia lật đổ Lê Nghi Dân năm 1460.
Tuy nhiên, thông tin của gia phả này vẫn còn nghi vấn, vì đời thứ 5 là Nguyễn Nộn, một tướng cát cứ ở Bắc Bộ cuối thời nhà Lý, đầu nhà Trần được sách Khâm định Việt sử Thông giám cương mục của chínhnhà Nguyễn - hậu thế của các chúa Nguyễn - xác nhận là "người làng Phù Minh, huyện Tiên Du" (nay là Phù Dực, thuộc xã Phù Đổng, huyện Gia Lâm, Hà Nội). Như vậy Nguyễn Nộn không phải người Tống Sơn - Thanh Hoá. Phải chăng đến đời Nguyễn Nộn rời ra huyện Gia Lâm rồi sau đó con cháu lại trở về Tống Sơn (Thanh Hoá)
Riêng về quan hệ giữa Nguyễn Bặc và Nguyễn Nộn cũng có những nghi vấn. Nguyễn Bặc mất năm 979 thọ 56 tuổi, Nguyễn Nộn là cháu 5 đời, mất vì bệnh năm 1229. Sau ngày thành lập (1226), nhà Trần còn gả công chúa Ngoạn Thiềm cho Nộn để lung lạc và làm "gián điệp" đưa tin của Nguyễn Nộn ra ngoài (nhưng không thành công). Giả sử Nộn còn sung sức thì lúc chết cũng khoảng 70 tuổi, tức là sinh khoảng năm 1160. Con Nguyễn Bặc là Nguyễn Đê làm quan dưới thời Lê Đại Hành (mất năm 1005). Tính ra từ Nguyễn Đê tới Nguyễn Nộn là trên 60 năm mới sinh ra 1 thế hệ, như vậy có thể các thế hệ kế tục nhau được ghi trong gia phả đều là con thứ, thậm chí con út. Dù điều đó vẫn có thể xảy ra nhưng khoảng cách này không hợp lý, nhất là người xưa thường kết hôn sớm và tuổi thọ thấp. Các phả hệ dòng tộc của Việt Nam đều có khoảng cách giữa các thế hệ chỉ 30 - 35 năm.

Riêng cuốn gia phả Tộc Nguyễn Hữu - gia viễn, tổng phòng Tĩnh Quốc Công Nguyễn Hữu Dật, thế hệ hằng quốc công nguyễn hữu vĩnh là cháu 19 đời của Tổ Nguyễn Bặc có gốc từ quý hương nhơn, thượng bạn tổng, hà trung phủ, tỉnh thanh hóa. Cho biết: hiện chi chúng tôi mới tập hợp được 10 chi cùng các cuốn gia phổ thuộc con cháu trực hệ ngài hào lương hầu Nguyễn Hữu Hào nhưng có 2 cuốn gia phổ do ngài Nguyễn Hữu Độ và Ngài Nguyễn Hữu Toàn ghi chép phần thượng phả bị sai với sử vì ghi ngài Nguyễn Trãi là Trực hệ là sai và 5 chi thuộc trực hệ ngài lễ thành hầu Nguyễn Hữu Cảnh, hàng năm bà con thay nhau cử người về quê hương để dự lễ giỗ để tri ân với Đức Thái Thủy Tổ. dưới đây Tộc Nguyễn Hữu xin trình bày trực hệ như sau: Cồ Việt Thiên Khai Chủ Hữu Anh Hùng Thần Tráng Liệt/ Đại Hoàng Địa Tú Gia Vi Khởi Tổ Quốc Nguyên huân

Đền thờ họ Nguyễn Đại Tông Khởi Nguyên Đường ở Gia Phương (gia Viễn, Ninh Bình) có đôi câu đối dánh dầu việc thiên cư của dòng tộc ta, nói lên sự nối tiếp vẻ vang của dòng họ Nguyễn và đề cao ngài Nguyễn Bặc:

Tạm dịch: