Theo sách "Đại Việt sử ký toàn thư", Đinh Phế Đế là vị vua thứ 2 của nhà Đinh, con trai vua Đinh Tiên Hoàng. Đinh Phế Đế mất ngôi báu vào tay người khác, chết trên chiến trường khi mới 27 tuổi, về sau gần như bị sử sách lãng quên.
Theo sách "Lịch triều hiến chương loại chí",
Đinh Toàn là con của Hoàng hậu Dương Vân Nga với Đinh Bộ Lĩnh. Đinh Bộ Lĩnh có 3 con trai là Đinh Liễn, Đinh Hạng Lang và Đinh Toàn. Khi Đinh Bộ Lĩnh qua đời, ông chỉ còn lại duy nhất con trai nối dõi là Đinh Toàn. Mới 6 tuổi, Đinh Toàn được chọn làm vua.
Theo chính sử, do vua mới còn quá nhỏ, khi Đinh Toàn lên ngôi, Thập đạo tướng quân Lê Hoàn giữ vai trò nhiếp chính. Thấy quyền hành nhà Đinh ngày càng rơi vào tay Lê Hoàn, một số đại thần như Nguyễn Bặc, Đinh Điền kéo binh đánh Lê Hoàn nhưng thua trận.