在中国古代传流传着伏羲女娲兄妹通婚的故事。故事中说，伏羲和女娲是兄妹关系，天降洪水，兄妹俩爬进一个大葫芦里，躲过了劫难，然后兄妹结婚，繁衍了人类。

有关伏羲的传说和民间风俗在渭水上游古成纪的地理范围内广为流传，地域包括甘肃静宁、庄浪、秦安、甘谷、武山、北道、秦城、通渭等地，其中葫芦河流经的静宁、庄浪、秦安、北道三阳川保存下来的民俗学数据更为集中和突出。葫芦河古时称瓦亭水，《资治通鉴•唐纪十四》胡三省注云： “瓦亭水出陇山，东北斜趣，西南流，经成纪、略阳、显亲界，又东南出新阳峡，入于渭”。之所以后来又叫葫芦河，这和这条河两岸自古种植葫芦崇拜伏羲的风俗习惯有关。据著名学者闻一多先生考证认为，伏羲女娲皆为「刳瓠」的词源关系，证明伏羲、女娲即葫芦。考古发现，该地区仰韶文化中晚期遗址中出土大量葫芦形典型器物，可证远古风俗，这种种植葫芦的风俗一直保存至今。这里民间还留传着伏羲女娲兄妹二人大洪水来临之际，躲进大葫芦，洪水过后，结亲繁衍人类的传说。

1987年在河南濮阳西水坡出土的墓葬，经碳十四测定，墓主人距今6500年左右，身高1.84米，约5.52尺，和现代人身高相当。墓主人身份，著名的人文历法学家昆吾，张维华等认为是史前古帝伏羲。

依史书记载，伏羲诞生于古成纪，东治陈仓（现陕西宝鸡），最后定都陈地（现河南淮阳），而这一地区恰恰处于黄河中游，是仰韶文化的主要分布地域，把伏羲氏族的考古学文化与仰韶文化相联系与伏羲传说的主要分布地域相吻合。另外，石岭下类型主要起源和分布于天水，是天水地区独特的考古学文化，加之，与大地湾仰韶文化晚期时代相当，内涵基本相同，与伏羲传说的时代特征相符。

伏羲命大庭氏造屋庐，改善居室。目前从出土的考古材料看，大地湾遗址仰韶文化晚期发现的F901和F405两座大房址在同期是极其罕见的。F901占地面积约420平方米，建筑面积290多平方米，整个建筑以长方形的主室为中心，两侧扩展为与主室相通的东西侧室，主室后面有后室，主室前面有附属建筑和宽阔的广场，其布局井然有序，主次分明，形成一个结构繁杂严谨的大型建筑群体，该建筑被认为是中国最大的原始殿堂。F405大房址，占地面积270多平方米，室内面积约150平方米，其结构复杂，面积宏大，气势雄伟，是中国古代宫殿建筑的雏形。

2006年4月，在河北新乐，南水北调工程抢救性文物发掘工作小组伏羲台旁，发现了距今5500多年前的新石器时代的彩陶残片。

相传伏羲人首蛇身，以龙为图腾。天水武山傅家门遗址和甘谷西坪遗址石岭下类型遗存中出土了我国最早的也是唯一的二件人面鲵鱼纹陶瓶，该纹饰头部圆形，额部中间绘有十字纹，两眼圆睁，大嘴露出板状牙齿，颈部为「U」形纹，腹部网纹。前肢很短，具有四趾。型体呈斜「U」形，实是人面蛇身纹，它被认为是中国最早的龙图，代表伏羲的形象。近年甘肃考古发现的汉、魏晋时期伏羲、女娲图像高台出土的魏晋壁画砖中的伏羲、女娲图像于2001年在甘肃省高台县骆驼城西南苦水口1号墓出土。伏羲女娲交尾图与DNA结构吻合。新疆发现唐代汉风伏羲女娲图。

伏羲是中国原始氏族的称号，并且与渭水上游天水一带的氏族部落有着密切的关系。在我国古史记载中，通常将伏羲、神农、黄帝作为远古时期相继发展的三个阶段。

伏羲是中国人文始祖。《周易•系辞下》载：「古者包牺氏之王天下也，仰则观象于天，俯则观法于地，观鸟兽之文与地之宜，近取诸身，远取诸物，于是始作八卦，以通神明之德，以类万物之情。以结绳而为网罟，以佃以渔，盖取诸离。」《尚书•序》载：「古者伏羲氏王天下也，始画八卦，造书契，以代结绳之政，由是文籍生焉。」《左传•昭公十七年》载：「太暤伏羲氏，以龙纪，故为龙师而龙名。」汉杜预注：「太暤伏羲氏，风姓之祖也，有龙瑞，故以龙名官。」儒家早期经典《周易》和《尚书》是记述伏羲事迹最早也是最重要的古代文献，《左传》是记载伏羲最早的史学著作，可见，在战国之前的儒家早期经典和史书中，已经记述了伏羲画八卦，结网罟以佃以渔，创文字以代结绳之政和以龙纪官等重要内容。古书中有关伏羲的记载:据不完全统计，属于道家文献8条，法家1条，杂家3条，小说异闻类2条，共涉及文献6部12篇，这些记载既有比较客观的传闻，又有神话性的异说。

中国学者王大有先生将伏羲时代的年代框架定在约公元前7000－5000年的新石器时代。董重光说伏羲时代约为前64373－63258年。