谜团之一：古夜郎的疆域、中心区域在哪里？这个问题是学者们分歧最大、争论最为激烈的话题。通常认为，作为一个国家，应该有自己的统治范围，存在政治、经济和文化的中心。
这种“中心说”目前有10多种。贵州省内就有安顺、桐梓、六枝、望谟、惠水、长顺和三都等地认为古夜郎的中心在今天它们的行政区划内，云南的宣威、广西和湖南也认为在自己的区域内。各方提出的“中心说”，并非子虚乌有，都能引经据典，甚至找出专业的学术论文。随着研究范围的拓展，虽然夜郎国的轮廓日显明朗，但是未能得到普遍认可。
夜郎的族属有多种观点
谜团之二：谁是夜郎的主体民族？其中包括谁是夜郎的统治民族或人口最多的民族。夜郎的族属主要有4种观点：苗族说、彝族说、布依族说和仡佬族说。如今，这四个民族都成立了自己的民族学会，并为争取本民族是贵州的先民而广泛求证。一些学者在研究这一问题时甚至受到了民族感情、政治背景等因素的影响。
谜团之三：夜郎的社会性质是什么？根据对夜郎经济发展状况的不同理解和评价，对夜郎社会性质的认识大体可以归纳为四种观点。一是奴隶制社会的早期阶段。二是原始社会的末期阶段。三是封建社会早期。四是双重经济体制，即封建社会的政治、经济因素已经对夜郎产生了较大影响，并逐步改变当时的社会状态，处于一个过渡阶段。
夜郎存在多长时间？
谜团之四：夜郎存在多长时间？学术界对夜郎的时间界定大相径庭。由于夜郎国灭亡的事件史书有明确记载，所以，一种较为普遍的看法是，夜郎国存在了300年左右。但是，它建于何时，它的上限在哪里，仍然没有获得统一认识。夜郎国发生的重大历史事件，文献记载都是寥寥数语，而且彼此存在分歧。
中国社会科学院考古研究所副所长白云翔说：“这四大谜团实际上是整个夜郎之谜的集中表现。历史研究只能逐渐接近真实，而无法复原，这恰恰是历史的魅力之所在。”
