《赵氏孤儿》的故事根据真实历史改编，其中，史记中《赵世家》一卷有对赵氏孤儿较详细的记载，看完正史就会发现，真实的历史虽然不如电影那样跌宕起伏，但也同样震撼人心，甚至更加华丽丽。
赵氏孤儿原名赵武，曾祖父赵衰是晋文公称霸第一功臣，祖父赵盾是左右晋国君位的正卿，权势更是过于其父赵衰（参见火眼观历史《赵氏孤儿的祖父、曾祖父到底什么来头》）。但与电影不同，赵盾并非被屠岸贾所杀，而是寿终正寝。
赵氏孤儿的父亲叫赵朔，曾经是晋国的三军统帅之一，统领下军与楚国作战。赵朔娶了晋景公姐姐为夫人，生下赵武。
晋景公三年，大夫屠岸贾想诛杀赵氏。屠岸贾这个人，起初受灵公的宠信，到景公的时候做了司寇，将要发难，就先惩治杀灵公的逆贼以便牵连出赵盾，同时遍告所有的将领说：“赵盾虽然不知情，但仍然是逆贼之首。做臣子的杀害了国君，他的子孙却还在朝为官，这还怎么能惩治罪人呢？请各位诛杀他们。”韩厥说：“灵公遇害的时候，赵盾在外地，我们的先君认为他无罪，所以没有杀他。如今各位将要诛杀他的后人，这不是先君的意愿而是随意滥杀，随意滥杀就是作乱。为臣的有大事却不让国君知道，这是目无君主。”屠岸贾不听。
韩厥就告知赵朔赶快逃跑。赵朔不肯，他说：“您一定不能让赵氏的香火断绝，我死了也就没有遗恨了。”韩厥答应了他的要求。屠岸贾不请示国君就擅自和将领们在下宫攻袭赵氏，杀死了赵朔、赵同、赵括、赵婴齐，并且灭绝了他们的家族。这就是下宫之难。
赵朔妻子晋成公的姐姐，当时已有了身孕，在公中藏了起来。赵朔有个门客叫公孙杵臼，他对赵朔的朋友程婴说：“你怎么没死？”程婴回答到：“赵朔夫人有遗腹子，如果所幸是男孩，我就抚养他；如果是女孩，我再死不迟。”
不久，赵朔妻子分娩，生下一个男婴。屠岸贾听说后，开始寻找男孩。赵朔夫人把男婴藏在裤子里，祈祷说：“赵氏一宗如果真要灭绝，孩子就哭吧；如果不该灭绝，就别出声。”搜查的人路过，婴儿竟没有出声。
脱险后，程婴对公孙杵臼说，“他们今天没搜到，以后一定还会来找的，这可怎么办？”公孙杵臼问：“抚养遗孤成人和赴死哪个更难？”程婴答：“赴死易，立孤难”。公孙杵臼说：“赵氏先君厚待于你，难做的事，该你做。我选容易的，请先死一步。”
于是二人谋取用别家的婴儿代替，包在衣服里，躲在山中。程婴假装从山里逃出来，对众将说：“程婴不肖，不能立赵氏孤儿，谁能给我千两黄金，我就告诉他赵氏孤儿藏身之地。”诸将都很高兴，答应了程婴的请求，发兵随程婴围攻公孙杵臼。杵臼骂到：“程婴你这小人！之前下宫之难没死，与我商量藏匿赵氏孤儿，今天你却出卖我。你即使不能立孤儿，怎么忍心出卖我啊！”然后抱着婴儿哭到：“苍天啊，赵氏孤儿何罪？请让他活下来，杀了杵臼一人吧。”诸将不答应，于是杀了杵臼和婴儿。他们以为赵氏孤儿已死，都很高兴。程婴则带着真正的赵氏孤儿躲进山中。
过了十五年，晋景公病了，找人占卜，占卜的说是有大业的子孙后代不顺利，因此作怪。景公问韩阙，韩阙说：“大业之后在晋国绝祀的，不就是赵氏吗？从叔带离周到晋，之后赵氏辅助先君晋文公，直到您，世代都有功劳，从未绝祀。而您却灭了赵氏一宗，国人为之哀悼，所以才显现在龟策上。”景公问：“赵氏还有后世子孙吗？”韩阙于是据实已告。
于是晋景公与韩阙决定抚养赵氏孤儿，把他藏在宫里。诸将进宫问景公的病，景公和韩阙带诸将见了赵氏孤儿。诸将不知其意，于是景公说：“下宫之难，是屠岸贾所为，假传诏书，命令群臣，不是如此，谁敢作难！而今寡人的病要好，就在于你们立赵氏后人了。我的命，就在你们手上了”。然后召赵武、程婴拜见诸将，又与程婴、赵武围攻屠岸贾，灭了其族。又封给赵武赵氏以前的封地。
赵武成人之后，程婴请辞大夫，对赵武说：“下宫之难的时候，那么多人都死了。我不是不能死，只是想立赵氏后人。如今你已长大成人，又恢复了原来的家族封地。我可以下报你父亲和公孙杵臼了。”赵武哭着磕头说：“我愿意做牛做马报答您的恩情，直到我死去。您忍心离开我去死吗！”程婴说：“不行。别人以为我能成事，所以死在我前面；今天如果我不下报，别人还以为我没有把事办成呢。”说完自杀了。
赵武服丧三年，为程婴祭祀，春去秋来，世世不绝。
四十年后，赵武成为晋国正卿，又达到了他爷爷赵盾的官职。那年，吴国的延陵季子使晋国，他说：“晋国的政权最后要落到赵武子、韩宣子、魏献子后代的手里。”
赵武死后，儿子景叔承袭爵位。晋国的政权已落入景叔等六卿手中。
景叔生赵鞅，即赵简子，赵简子名为晋国上卿，实则独揽晋国政权，他的封地等同诸侯。
赵简子死后，赵襄子继位，晋国的六卿已减为赵、韩、魏三家，赵氏又比韩、魏强大。襄子去世后，传位给赵浣，即献侯。
献侯去世后，他的儿子烈侯赵籍即位，六年后，赵氏被立为诸侯，赵国建立。（火山君）