ในดินแดนต่าง ๆ ที่นับถือพระพุทธศาสนา ต่างนับถือว่าพระบรมสารีริกธาตุเป็นวัตถุสูงค่าสูงสุด เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งแห่งพระพุทธสรีระขององค์สมเด็จพระบรมศาสดาสัมมาสัมพุทธเจ้า และด้วยความเชื่อเรื่องพระพุทธบารมีประดุจพระองค์ทรงพระชนม์อยู่ จึงมีความเชื่อว่าพระบรมสารีริกธาตุแสดงปาฏิหาริย์ต่าง ๆ ได้หลากหลายรูปแบบ เช่น พระบรมสารีริกธาตุลอยน้ำ[17], พระบรมสารีริกธาตุเสด็จเคลื่อยย้ายที่ประดิษฐานเองได้, พระบรมสารีริกธาตุแสดงปาฏิหาริย์ในลักษณะต่าง ๆ เช่น เปล่งแสงหรือรัศมีโอภาส หรือเพิ่มจำนวนได้ เป็นต้น ซึ่งยังไม่สามารถอธิบายในเชิงวิทยาศาสตร์ได้ แต่เมื่อนำเอาพระบรมสารีริกธาตุไปเทียบกับธาตุต่าง ๆ ที่มีอยู่ในโลกแล้ว พบว่าไม่ตรงกับธาตุใดเลย[18]

ในประเทศไทยสมัยโบราณ ปรากฏหลักฐานความเชื่อปาฏิหาริย์ที่เกี่ยวเนื่องกับพระบรมสารีริกธาตุที่เก่าที่สุดในจารึกวัดศรีชุม ซึ่งเป็นศิลาจารึกสุโขทัยหลักที่ 2 โดยพระมหาเถรศรีศรัทธาราชจุฬามุนีศรีรัตนลังกาทีปมหาสามีเป็นเจ้า ซึ่งเป็นพระโอรสของพระยากำแหงพระราม และเป็นพระนัดดาของพ่อขุนผาเมือง เป็นผู้จารึกขึ้นในระหว่างปี พ.ศ. 1890-พ.ศ. 1917 โดยมีส่วนหนึ่งของจารึกกล่าวถึงอิทธิปาฏิหาริย์ของพระบรมสารีริกธาตุที่วัดมหาธาตุ เมืองสุโขทัยโดยละเอียดว่า

นอกจากนี้ ในสมัยอยุธยายังปรากฏหลักฐานความเชื่อปาฏิหาริย์ที่เกี่ยวเนื่องกับพระบรมสารีริกธาตุในพระราชพงศาวดารหลายแห่ง[20] เช่น ในสมัยสมเด็จพระบรมราชาธิราชที่ 1, สมเด็จพระนเรศวรมหาราช[21][22], สมเด็จพระเอกาทศรถ[23] เป็นต้น และในสมัยรัตนโกสินทร์ เช่น ในสมัยพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว[24], พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว และในเหตุการณ์ที่องค์พระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว ทอดพระเนตรเห็นปาฏิหาริย์ที่องค์พระปฐมเจดีย์ เป็นต้น[25]