Воспевая в былинах те или иные события, сказители никогда не уподоблялись летописцам. Они не стремились передавать хроникальной последовательности истории, а изображали только ее центральные моменты, которые находили воплощение в центральных эпизодах былин. Певцов привлекало не точное фиксирование истории, а выражение ее народных оценок, отображение народных идеалов.

Былины донесли имена реально существовавших лиц: Владимира Святославовича и Владимира Мономаха, Добрыни, Садко, Александра Поповича, Ильи Муромца, половецких и татарских ханов (Тугоркана, Батыя). Однако художественный вымысел позволял певцам относить их к более раннему или более позднему историческому времени, допускал совмещения имен. В народной памяти происходило искажение географических расстояний, названий древних стран и городов. Исторически сложившееся представление о татарах как главном враге Руси вытеснило упоминание половцев и печенегов; даже литовские князья, от которых оборонялась Русь, смешивались в былинах с ордынскими ханами, а Литва — с Ордой.

Эпический князь Владимир Красное Солнышко совместил двух великих князей: Владимира I — Святославовича (годы княжения: 980—1015) и Владимира II — Мономаха (годы княжения: 1113—1125). В. Ф. Миллер, рассматривая былину «Ставр Годинович», склонялся к предположению, что она была сложена в новгородской земле. Ставр был новгородским боярином и сотским, жил в первой четверти XII в. и однажды был заточен разгневавшимся на него Владимиром Мономахом. Сюжет былины также строится на том, что князь Владимир заточил Ставра в погреба глубокие. В. Ф. Миллер писал: «...это новгородское произведение с именем Владимира Мономаха впоследствии вошло в эпический цикл «ласкового» князя стольнокиевского Владимира Сеславича. Вообще былина о Ставре представляет среди других наших былин наиболее яркий пример ассимиляции Владимира Мономаха с Владимиром Святым» .

Добрыня Никитич, дядя Владимира I по матери, жил в X—начале XI в. О нем есть летописные упоминания, аналогичные былинным сюжетам. Например, былинный Добрыня — сват князя Владимира. В этой роли исторический Добрыня выступил в 980 г., когда Владимир I решил жениться на полоцкой княжне Рогнеде. По поводу былины «Добрыня и змей» В. Ф. Миллер писал: «Исходя из древней, внесенной в летопись, пословицы — Добрыня крести огнем, а Путята мечом и из сообщаемого отрывком Якимовской летописи рассказа о насильственном крещении новгородцев воеводами Владимира Добрыней и Путятой, я предположил, что предание о борьбе Добрыни с язычеством приняло впоследствии шаблонные черты боя героя с змием, являющимся олицетворением диаво-ла, язычества и всего нечистого. Подтверждение такого толкования былины я находил как в новгородском местном предании о змияке и перюнском ските, так и в отдельных деталях былины: купание Добрыни (— крещение), в Пучайной (т. е. р. Почайне, при устье которой в Днепре совершилось крещение киевлян), в отчестве Забавы Путятичны, последнем следе летописного воеводы Путяты, избавленного Добрыней от нападения новгородских язычников, в приемах борьбы Добрыни (шляпа земли греческой) и проч.» .

В XII в. в Новгороде жил купец по имени Сотко (летописи упоминают о построенной им в 1167 г. каменной церкви св. мучеников Бориса и Глеба). Садко — герой новгородских былин.

Историческим прототипом богатыря Алеши Поповича предположительно является Александр Попович — ростовский воин начала XIII в., участник сражения между ростово-суздальскими и новгородскими войсками на р. Липице (1216 г.). Он погиб в 1223 г. на р. Калке. Былинный Алеша Попович отнесен в более раннее время. Он — богатырь в годы правления Владимира Мономаха, воюет с половцами (конец XI—начало XII в.). И еще раньше — действует против печенегов при Владимире Святославовиче (конец X — начало XI в.).

Илья Муромец в русских письменных источниках упоминается в XVI в., а в немецкой устной традиции он известен с XIII в. (в немецкой поэме этого времени «Ортнид» среди других персонажей действует наделенный необычайной физической силой русский Илья — Ilias von Riuzen; Ilias Konig von Riuzen). С именем Ильи Муромца связаны топонимические предания (он завалил Оку — сдвинул гору; из следа от копыта его коня вытекает целебный источник). Согласно некоторым свидетельствам, в Киево-Печерской лавре находилась гробница с богатырскими мощами Ильи Муромца. Возвышению Ильи над другими богатырями способствовало то, что он — выходец из Северо-Восточной Руси, которая с XII в. среди древнерусских земель стала играть ведущую роль.

Исторический прототип Тугарина Змеевича — половецкий хан Ту-горкан, погибший под Киевом в 1096 г. Он был в родственных отношениях с киевскими князьями. При Владимире Мономахе Тугоркан разорил окрестности Киева, был разгромлен и убит.

Сохранили былины и имя татарского хана Батыя (в 1239 г. было отражено нашествие его войска на Киев, а год спустя Киев пал).

Исследователи отмечают многослойнрсть былин. Подобно тому, как земные пласты разных периодов, с застывшими в них окаменелостями, позволяют судить о геологических процессах, тексты былин сохраняют свои наслоения и «окаменелости», образовавшиеся вследствие исторического развития сюжетов и образов. С. Н. Азбелев, рассмотревший цикл былин о разгроме вражеского нашествия, сделал следующий вывод: «Постоянный процесс актуализации былин патриотической тематики протекал особенно энергично, очевидно, в те отрезки времени, когда устная традиция интенсивно перерабатывала впечатления от наиболее сильно потрясших народное сознание исторических событий (сражение при Калке, нашествие Батыя, бой на Воже, Куликовская битва и т. п.). Именно с подобного рода событиями и связано в конечном счете появление новых былин, возникавших как результат переработки былин более древних и тематически близких, но по-иному конкретизировавших данную схему эпического сюжетного типа».