1. Có hai bà Chiêu Hoàng, một thật, một giả
Những nghi vấn này được một số nhà nghiên cứu văn hóa, lịch sử đặt ra như một hướng gợi mở để làm rõ thêm về thân thế của Lý Chiêu Hoàng, như trong bài "Bí ẩn về cuộc đời của Lý Chiêu Hoàng" đăng tải trên diễn đàn của CLB Hùng sử Việt, tác giả Đinh Ngọc Thu đã đưa ra những câu hỏi sau:
Thật sự bà Chiêu Hoàng (còn gọi là Chiêu Thánh) có sống trong cung thêm 21 năm, đến khi bà được 40 tuổi thì được gả cho Lê Phụ Trần hay không? Có phải bà đã có với Lê Phụ Trần 2 người con như sách sử đã ghi lại?
Như sử sách đã ghi, công chúa Chiêu Thánh có hai con với Lê Phụ Trần khi đã ngoài 40 tuổi, ở lứa tuổi này một người phụ nữ bình thường vào thời điểm hiện tại cho dù muốn có con cũng không phải dễ, huống hồ chi chuyện đó xảy ra đối với một người phụ nữ vào cái mốc thời gian cách nay gần 750 năm. Do vậy cũng có thể nghi vấn Thượng Vị hầu Tông và Ứng Thụy công chúa Khuê có phải là con của công chúa Chiêu Thánh.
Thêm một điểm nghi vấn nữa, sử sách đã ghi lại rằng khi bà Chiêu Thánh mất ngày 23 tháng 9 năm Mậu Dần (1278), mái tóc bà vẫn đen, đôi môi vẫn đỏ và gương mặt trông vẫn còn đẹp. Mặc dù khi mất bà đã 60 tuổi nhưng bà Chiêu Thánh vẫn trẻ đẹp như còn thanh xuân. Như vậy, bà có phải là công chúa Chiêu Thánh người đã từng làm vợ vua Trần Thái Tông và là con vua Lý Huệ Tông với bà Trần Thị Dung khi xưa hay không?
Theo những nguồn tin ở một số gia phả hoàng tộc họ Trần ghi lại, sau khi Chiêu Thánh bị giáng xuống làm công chúa, vì quá uất ức nên bà đã rời khỏi kinh thành mà không cho ai biết. Sau đó bà đi tu, lấy pháp danh Vô Huyền và sống cuộc sống "mai danh ẩn tích". Thời gian đầu, Trần Thủ Độ cho người đi tìm Chiêu Thánh nhiều lần nhưng không được. Trần Thủ Độ lo sợ bà vẫn còn hận ông ta với nhà Trần mà đứng ra tập hợp những người trong tôn thất nhà Lý rồi âm thầm kéo quân về triều đình đòi lại ngôi vua cho nhà Lý. Vì vậy, Trần Thủ Độ đã tìm một cung nữ có gương mặt giống bà, giả làm công chúa Chiêu Thánh rồi loan tin rằng công chúa Chiêu Thánh vẫn đang sống ở trong cung.
Trần Thủ Độ dự tính, nếu công chúa Chiêu Thánh thật có cùng với tôn thất nhà Lý đưa quân về để giành lại ngôi vua thì ông sẽ cho triều đình và quần thần biết đó là "Chiêu Thánh giả" vì công chúa "Chiêu Thánh thật'' vẫn còn sống ở trong cung. Có nghĩa là dưới mắt mọi người thì "Chiêu Thánh giả" đã biến thành "Chiêu Thánh thật" và "Chiêu Thánh thật" lại là "Chiêu Thánh giả". Đây là cái kế mà Trần Thủ Độ đã dùng để giữ ngôi vua cho nhà Trần.
Hai người con của Lê Phụ Trần với công chúa Chiêu Thánh như chính sử đã ghi, nếu như vậy thì không phải là con của bà Chiêu Thánh thật mà là con của Lê Phụ Trần với nàng cung nữ giả làm công chúa Chiêu Thánh. Có phải vì thế mà ngoài 40 tuổi "công chúa Chiêu Thánh" vẫn còn sinh được hai con, một gái một trai. Cũng vì lý do đó mà khi mất ở cái tuổi 60 nhưng "công chúa Chiêu Thánh" vẫn còn đẹp như một thiếu nữ với mái tóc đen huyền, đôi môi vẫn còn đỏ như sử sách ghi lại.