ต้นสายเดิมของราชวงศ์นี้ยังเป็นปริศนาไม่ทราบแน่ชัด จึงมีการสมมติชื่อของราชวงศ์นี้ไว้หลายชื่อ ดังข้อสันนิษฐานต่อไปนี้ เช่น:

• ทฤษฎีที่ต้นราชวงศ์มาจากภาคเหนือ และสถาปนาเป็นต้นราชวงศ์เชียงราย[4]
  • มาจากพระราชาธิบายของพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ว่า "พระเจ้าอู่ทองเป็นราชบุตรเขยของพระเจ้าศิริชัยเชียงแสน ได้รับราชสมบัติสืบพระวงศ์ทางพระมเหสี ครองราชสมบัติอยู่ 6 ปี เกิดโรคห่าขึ้นในพระนคร จึงย้ายมาตั้งราชธานีที่เมืองศรีอยุธยา"
  • ตำนานสิงหนวัติ, พงศาวดารเมืองเงินยาง เชียงแสน และพระราชพงศาวดารสังเขป ของสมเด็จพระมหาสมณเจ้า กรมพระปรมานุชิตชิโนรส ระบุว่า พระเจ้าอู่ทองเป็นเชื้อราชวงศ์ลาวจากพระเจ้าพรหมแห่งเมืองเชียงแสน
• ทฤษฎีที่ต้นราชวงศ์อพยพหนีโรคห่ามาจากเมืองอู่ทอง[6]
  • ต่อเนื่องมาจากการอพยพลงมาสู่ตอนใต้ของทฤษฎีแรกที่อพยพมาตั้งถิ่นฐานที่เมืองอู่ทอง แต่เมืองอู่ทองเกิดโรคห่า จึงได้อพยพลงสู่กรุงศรีอยุธยา
    • แต่ทฤษฎีนี้ถูกยกเลิกไปแล้ว เพราะจากการสำรวจเมืองอู่ทองของมานิต วัลลิโภดม พบว่าเมืองอู่ทองร้างไปก่อนการตั้งกรุงศรีอยุธยาถึง 300 ปี จึงเป็นไปไม่ได้ที่เจ้าเมืองอู่ทองจะหนีโรคห่ามาในช่วงเวลานั้น[5][7]
• ทฤษฎีที่เชื่อว่าต้นราชวงศ์มีความเกี่ยวดองกับละโว้มาก่อน[8]
  • เนื่องจากหลังการสถาปนากรุงอโยธยาในปี พ.ศ. 1893 เอกสารของจีนยังคงเรียกอโยธยาว่า "หลอหู" (羅渦国) ซึ่งคือละโว้ อันแสดงถึงความเกี่ยวดองกับละโว้มาก่อน โดยเฉพาะที่สมเด็จพระราเมศวรครองเมืองละโว้ในฐานะลูกหลวงอีกประการหนึ่ง

นอกจากนี้ใน พงศาวดารล้านช้าง ซึ่งเป็นพงศาวดารของลาว ได้ระบุว่า ขุนบรม (หรือ ขุนบูลม ในภาษาลาว) ได้ให้กำเนิดบุตรเจ็ดคนไปครองเมืองต่าง ๆ โดยคนที่ห้าคือ "งัวอิน" ได้ครองเมืองอโยธยา[9] หรือในหนังสือ คู่มือทูตตอบ เขียนขึ้นโดยราชบัณฑิตไม่ปรากฏนามในสมัยกรุงศรีอยุธยาในปี พ.ศ. 2224 ระบุว่า กษัตริย์สืบเชื้อสายมาจากสมเด็จพระปฐมสุริยนารายณีศวรบพิตร์ และมีลูกหลานคือสมเด็จพระพนมทะเลศรีมเหศวรวารินทร์ราชบพิตร อพยพไปกรุงสุโขทัยก่อนลงมาสร้างเมืองเพชรบุรี และต่อมาได้สร้างกรุงศรีอยุธยาเป็นราชธานีใหม่[10] เป็นต้น

มีการสันนิษฐานว่าราชวงศ์นี้อาจมีเชื้อสายลาว ดังพระราชวิจารณ์ในพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ความว่า "ในต้นราชตระกูลของสมเด็จพระรามาธิบดีที่ 1 นั้น เป็นเชื้อลาวมาตั้งพระราชธานีในประเทศสยาม ธรรมเนียมต่าง ๆ คงยังเจือลาวอยู่บ้าง"[4] บ้างก็ว่าอาจมีเชื้อสายพราหมณ์ เนื่องจากหลังการสิ้นอำนาจในการครองกรุงศรีอยุธยา ผู้สืบเชื้อสายจากราชวงศ์ดังกล่าวไม่ถูกสังหารเหมือนพราหมณ์ในพระราชไอยการของกรุงศรีอยุธยาที่มิให้ต้องโทษหรือประหาร[11] ทั้งนี้ทั้งนั้นความเป็นมาหรือเชื้อสายของต้นราชวงศ์นี้ ยังคงคลุมเครืออยู่ในปัจจุบัน[5]