Летопись вобрала в себя в большом количестве материалы сказаний, повестей, легенд, устные поэтические предания о различных исторических лицах и событиях. Многие рассматривают её как основной источник по начальному периоду русской истории, иногда необоснованно отбрасывая другие источники, если они противоречат «Повести временных лет» .

В «Повести временных лет» записаны легенды о происхождении славян, их расселении по Днепру и вокруг озера Ильмень, столкновении славян с хазарами и варягами, призвании новгородскими славянами варягов-русь с Рюриком во главе (призвание варягов) и образовании государства Русь. Предания, записанные в ПВЛ, представляют собой практически единственный источник сведений по формированию первого древнерусского государства и первым русским князьям. Имена Рюрика, Синеуса, Трувора, Аскольда, Дира, Вещего Олега не встречаются в других синхронных источниках, хотя делаются попытки отождествить некоторых исторических персонажей с перечисленными князьями.

При написании летописи использовались документы из княжеского архива, что позволило сохранить до нашего времени тексты русско-византийских договоров 911, 944 и 971 годов. Часть сведений бралась из византийских источников. Русский набег на Царьград в 860 году описывается по переводу хроники Георгия Амартола, о более ранних временах брались сюжеты из хроники Иоанна Малалы. По словам известного русского филолога Д. С. Лихачева, ПВЛ являлась «не просто собранием фактов русской истории и не просто историко-публицистическим сочинением, связанным с насущными, но преходящими задачами русской действительности, а цельной литературно изложенной историей Руси» .