唐朝三位「李」姓大詩人中，李賀可以肯定為皇室後裔，李商隱似乎也與皇室沾親帶故，那麼李白與皇室有沒有關係呢?李白自己認為與李唐王室關係很密切。在與李唐王室中的一些不太重要的人物交往時，詩人經常理直氣壯地稱他們為族叔、族兄、族弟、族侄等等。李白曾經給唐太宗的曾孫吳王李祗寫過三首詩，名為《寄上吳王三首》，毫無愧祚地自稱「小子忝枝葉，亦攀丹桂叢」，意思是他也是老李家這顆大樹上的枝杈，與那些金枝玉葉是同氣連枝。據說吳王並沒有異議，默認了他為同宗。那麼，李白如何與李唐王室敘譜連宗的呢?
大唐肅宗至德二年(757年)，李白因參加永王李璘幕府，被捕入潯陽獄，八、九月間，經宣慰大使崔渙和御史中丞宋若思的營救出獄，十月左右病臥於宿松山。此時，正逢宰相張鎬率軍東征睢陽(在今河南境內)，平定安史叛軍，李白就寫了《贈張相鎬》詩二首給他。在第二首中，李白敘述了自己祖先的功業:
本家隴西人，先為漢邊將。功略蓋天地，名飛青雲上。苦戰竟不侯，富年頗惆悵。世傳崆峒勇，氣激金風壯。英烈遺厥孫，百代神猶王。
詩人自稱為隴西成紀(今甘肅秦安縣)人，認定自己是漢代飛將軍李廣的二十五代孫。當年李廣全身心投入抗擊匈奴的事業中，身經大小七十餘次戰鬥，氣概象秋風一樣勁壯，其謀略為人驚嘆，其功績為人景仰，可是由於意外的挫折沒有能夠得到封侯，讓後人無不痛惜。他英武的氣概與壯越的情懷留傳給了他的子孫，直至百代之後還旺盛地保持著。詩人自豪地說他自己就是李廣的後裔之一。無獨有偶，李唐王室也認為他們是李廣的後裔。當年飛將軍李廣的後代有一支定居隴西成紀，這也就是唐代郡望中赫赫有名的隴西李氏。李白與李唐王室不約而同地宣稱是隴西李氏，這樣看來，李白與李唐王室關係確實相當密切了。
不過，今天許多專家指出，唐人其實並沒有我們想像中的那樣誠實。當時望族勢力強大，地位崇高，許多人都喜歡冒充著姓，什麼清河崔氏、太原王氏、滎陽鄭氏鋪天蓋地，甚至李唐王室都有假冒隴西李氏的嫌疑，來歷頗為不明。李唐王室利用手中的職權，使自己的血統合法化了，但李白這一族卻未能躋身其中。
李白一族號稱李廣十六世孫李暠之後，天寶元年，唐玄宗下詔讓李暠後裔中的絳郡、姑蔵、敦煌、武陽四支編入宗正寺，正式認可他們為金枝玉葉，但李白家一族卻沒有通過審核，被排除在外。後來不少細心的專家如郭沫若等發現李白在與皇室宗親交往時，稱呼頗為混亂，經常與人家譜牒中的排行不合。有人就私下裡揣摩:當年李白一家從西域回來時，為了站穩腳跟，抵禦當地人歧視的眼光，就假冒是李暠之後。
李白一家是否假冒隴西李氏，還待專家學者的進一步考察。不過，他們來自西域的說法，已經得到大多數人的認可。據有關碑銘記載，李白的父親名為李客。為什麼會有這樣奇怪的名字呢?陳寅恪先生解釋說，那是因為李白的父親是西域人，西域人的名字與華夏不同，所以稱他為「胡客」，也就是外鄉人的意思，「客」並非他父親的本名。李白本來出生於碎葉，即在今天的吉爾吉斯斯坦共和國的托克馬克附近，大約五歲左右，李白的父親牽著他從河西走廊來到隴南，然後沿岷江而下，最後駐足在綿州昌隆，即今天的四川江油。既然從西域遷過來，在財產豐饒的前提下，為什麼不到通都大衢去居住呢?俞平伯先生又告訴我們，李白的父親是因避難或避仇或避官司等難以名言的原因躲到了這個偏僻的小州，所以行為很低調。
從隱姓埋名的角度來看，李白的父親做得很成功。即使他培養了這樣一個流光四溢的天才兒子，無論何時何地都不可能不引人矚目，但一代又一代的專家學者絞盡腦汁也無法挖掘出半點關於李客的信息。李白的族叔李陽冰在《草堂集序》中介紹李白的身世時說，李白一家在神龍初年逃到四川，「復指李樹而伯陽」。所謂「復指李樹」，這句話其實說得很含混，可能意味著李白一家在西域已經不用「李」姓，回到四川後才回複本姓;也可能暗示李白一家本來與「李」姓毫無關聯，正如老子李耳一樣，很偶然地選擇了這樣一個姓氏。葛洪《神仙傳》記載:老子的母親在李樹旁生下了他。老子一出生就能說話，指著李樹說要「以此為姓」。倘若是後者，那麼李白一族就與皇室沒有任何牽連了。
「青蓮居士」的稱號，據說也體現了李白對西域若明若暗的情愫。明代大才子楊慎在《丹鉛續錄》中信口說:「李白生於彰明縣之青蓮鄉，其詩云『青蓮居士謫仙人』是也。」後人大抵也這樣理解。但世上還是很多認真仔細之人。北宋哲宗元符二年(1099)，楊天惠出任彰明縣令，親自到李白故居調查，發現當地名為清廉鄉，此「清廉」非彼「青蓮」。在李白研究領域曾經最居權威的學識淵博的王琦，則解釋說，「青蓮」語出自西竺，梵語稱作優缽羅花，清凈香潔，不染纖塵，李太白的自號可能源於此意。這就是說，「青蓮居士」的稱號確實寄寓了詩人的思鄉之情，但詩人思念的可能不是五歲後的那個家鄉，而是出生之地西域——西竺之地，它在古人眼中也屬於西域。