Trong sử Việt, Dương Vân Nga là người duy nhất hai lần làm hoàng hậu, mà lại là hoàng hậu của hai vương triều kế tiếp nhau (triều Đinh và Tiền Lê).
Đại Việt sử ký toàn thư chỉ cho biết bà họ Dương, không nói tên là gì, cũng không viết xuất thân của bà ra sao. Còn theo truyền tụng dân gian, Dương Vân Nga là con gái ông Dương Thế Hiển, quê ở vùng Nho Quan, Ninh Bình.
Năm 968, sau khi dẹp "loạn 12 sứ quân", thống nhất đất nước, Đinh Bộ Lĩnh (Đinh Tiên Hoàng) lên ngôi vua, lấy tôn hiệu là Đại Thắng Minh hoàng đế, đóng đô ở Hoa Lư, Ninh Bình, đặt quốc hiệu là Đại Cồ Việt.
Trong một lần đến vùng Nga My, nghe tiếng hát trong trẻo của một cô gái, Đinh Bộ Lĩnh cho người gọi nhưng không thấy. Ông chợt nghĩ đến người bạn bố mình xưa kia là tướng quân Dương Thế Hiển ở gần đây, bèn ghé vào thăm. Thế Hiển sai con gái Vân Nga bưng nước mời khách, nàng có tiếng nói y hệt giọng hát Đinh Bộ Lĩnh vừa nghe. Nhà vua xin được đón cô gái về kinh đô, lúc đó Vân Nga tròn 16 tuổi.
Về sau, bà là một trong 5 hoàng hậu của vua Đinh, được vua rất yêu chiều do có nhan sắc và hiểu biết.
Năm 979, Đinh Bộ Lĩnh qua đời. Triều thần tôn Vệ Vương Đinh Toàn mới được 6 tuổi lên ngôi, tôn Dương Vân Nga làm hoàng thái hậu. Thập đạo Tướng quân Lê Hoàn (Lê Đại Hành) được Dương thái hậu chọn làm Nhiếp chính, sau tự xưng là Phó Vương. Các đại thần thấy quyền lực rơi vào tay Lê Hoàn, lại nghi Dương thái hậu cùng Lê Hoàn tư thông nên kéo quân về Hoa Lư nhưng bị Lê Hoàn đánh bại.
Năm 980, trước nguy cơ xâm lược của quân Tống, Dương thái hậu cùng triều thần tôn Lê Hoàn lên làm hoàng đế, lập ra nhà Tiền Lê. Việc này được Đại Việt sử ký toàn thư và Khâm định Việt sử Thông giám cương mục chép lại. Bà là người sai lấy áo long cổn khoác lên người Lê Hoàn (vua Lê Đại Hành), mời lên ngôi hoàng đế.
Sau đó hai năm, Lê Đại Hành phong Dương Vân Nga là Đại Thắng Minh hoàng hậu. Chính sử không cho biết hai người có bao nhiêu con, nhưng theo các sự tích ở cố đô Hoa Lư, họ có một cô con gái tên Lê Thị Phất Ngân. Về sau, công chúa Phất Ngân được gả cho cho Lý Công Uẩn - người mở đầu triều đại nhà Lý.
Đại Thắng Minh hoàng hậu Dương Vân Nga qua đời năm 1000, sau thời gian tu hành tại động Am Tiên ở phía đông kinh thành Hoa Lư.
Bà được thờ cùng với vua Lê Đại Hành tại đền vua Lê ở Khu di tích cố đô Hoa Lư và thờ cùng vua Đinh Tiên Hoàng tại đền Mỹ Hạ ở Gia Thủy, Nho Quan. Tại khu di tích đình - chùa Trung Trữ, Ninh Giang, huyện Hoa Lư, bà còn được thờ cùng cả hai vua. Nhân dân khi làm đền thờ, tô pho tượng Dương thái hậu nhưng mặt pho tượng tô đỏ. Theo truyền thuyết dân gian thì việc tô mặt đỏ thể hiện sự ngượng ngùng của người đàn bà thờ hai đời chồng, một hoàng hậu thờ hai đời vua.
Việc Dương Vân Nga - thái hậu nhà Đinh tôn Lê Đại Hành lên làm vua, mở đầu nhà Tiền Lê, rồi lại trở thành vợ vua Lê bị các nhà nho và sử gia trước đây lên án rất gay gắt.
Tuy nhiên, về sau giới nghiên cứu lịch sử đã có cái nhìn thông cảm hơn đối với "hoàng hậu hai triều" Dương Vân Nga. Những nhà sử học bênh vực bà cho rằng, trong khi đất nước đang lâm nguy, nếu chỉ vì quyền lợi của dòng họ và ngôi vị của con mình thì có thể giữ được nước không? Sự lựa chọn và quyết định của bà trong hoàn cảnh ấy, đã biểu hiện thái độ chính trị sáng suốt của một người có khối óc lớn thức thời, xứng đáng được coi là anh hùng.