Ngô Xương Văn thuộc thế hệ thứ 7 họ Ngô Việt Nam, là con thứ hai của Ngô Vương Quyền, mẹ là Dương Hoàng hậu (Dương Thị Như Ngọc), được sử gọi là Hậu Ngô vương, một vị vua khiêm cung, nhân nghĩa.
Theo chính sử, năm 944 Ngô Quyền mất, uỷ thác con trưởng Ngô Xương Ngập cho Dương Tam Kha - em trai Dương Hậu. Tuy nhiên, sau khi Ngô Quyền mất, năm 945 Dương Tam Kha cướp ngôi, tự lập mình làm vua, xưng là Dương Bình Vương. Ngô Xương Ngập được các trung thần mật giúp, chạy về Nam Sách Giang ẩn náu tại nhà Phạm Lệnh Công, một hào trưởng ở làng Trà Hương (nay thuộc xã Phạm Mệnh, huyện Kinh Môn, tỉnh Hải Dương). Dương Tam Kha ba lần sai quân đi bắt Ngô Xương Ngập nhưng ông được Phạm Lệnh Công hết sức che chở nên không bắt được. Ở đó Ngô Xương Ngập lấy bà Phạm Thị Uy Duyên, sinh con là Ngô Xương Xí.
Ngô Xương Văn lúc đó còn nhỏ, Dương Tam Kha nuôi trong cung làm con nuôi.
Từ khi Dương Tam Kha tiếm ngôi nhà Ngô, nhiều nơi không chịu thuần phục, các thủ lĩnh nổi lên cát cứ mỗi người một vùng. Năm Canh Tuất (950), Tam Kha sai Xương Văn cùng hai tướng Dương Cát Lợi và Đỗ Cảnh Thạc đem quân đi dẹp loạn hai thôn Đường, Nguyễn ở Thái Bình (nay thuộc Sơn Tây). Khi quân đến Từ Liêm, Ngô Xương Văn nói với hai tướng rằng:
“Đức lớn của Tiên Vương ta đã thấm vào tận lòng dân, cho nên, chính lệnh ban ra, không ai là không thuận nghe theo. Nay không may Tiên Vương đã lìa bỏ quần thần, Bình Vương (chỉ Dương Tam Kha) làm việc bất nghĩa, cướp ngôi của anh ta, tội thật không có gì lớn bằng. Giờ đây, Bình Vương lại sai chúng ta đi đánh hai làng vô tội, nếu may mà thắng được thì chẳng nói làm gì, còn như họ không chịu hàng phục thì ta biết làm sao được?”
Hai tướng cùng nói:
“Chúng tôi xin theo lệnh của ông”.
Ngô Xương Văn lại nói:
“Ta muốn đem quân quay lại đánh úp Bình Vương để khôi phục cơ nghiệp của Tiên Vương ta, như thế có nên chăng?”
Hai tướng cùng cho là hay, bèn quay về đánh úp Dương Tam Kha. Mọi người muốn giết Dương Tam Kha đi, nhưng Ngô Xương Văn nói:
“Bình Vương đối với ta có ơn (chỉ việc Dương Tam Kha đã nhận Ngô Xương Văn làm con nuôi), sao lại nỡ giết?”
Nói rồi, bèn giáng Dương Tam Kha làm Chương Dương Công, ban cho đất làm thực ấp (nay là Bến Chương Dương thuộc Thường Tín, Hà Nội).
Năm 950, Ngô Xương Văn xưng là Nam Tấn Vương rồi cho người đi đón anh là Ngô Xương Ngập về cùng trông coi việc nước. Ngô Xương Ngập cũng lên làm vua, xưng Thiên Sách Vương. Khi đó trong triều cùng tồn tại hai vua, sử gọi là Hậu Ngô Vương.
Theo Đại Việt sử ký toàn thư, thì năm 951 Đinh Bộ Lĩnh cát cứ ở Hoa Lư không chịu thần phục nhà Ngô lúc đó do hai anh em Ngô Xương Ngập và Ngô Xương Văn cùng trị vì. Bộ Lĩnh sai con trai trưởng là Đinh Liễn vào Cổ Loa làm con tin. Đinh Liễn đến, hai vua trách tội Bộ Lĩnh không đến chầu, rồi bắt giữ Liễn, đem theo đi đánh Hoa Lư. Hơn một tháng trời, quân Triều đình không đánh nổi, hai Vua bèn treo Liễn lên ngọn sào, sai người bảo Bộ Lĩnh, nếu không chịu hàng thì giết Liễn. Bộ Lĩnh tức giận nói:
"Đại trượng phu chỉ mong lập được công danh, há lại bắt chước thói đàn bà xót con hay sao?"
Liền sai hơn mười tay nỏ nhắm Liễn mà bắn. Hai vua Ngô kinh sợ nói:
"Ta treo con nó lên là muốn để nó đoái tiếc con mà ra hàng cho chóng. Nó tàn nhẫn như thế, còn treo con nó làm gì?"
Nói rồi không giết Liễn mà đem quân về.
Năm 954 Thiên Sách vương Ngô Xương Ngập lâm bệnh mất, Nam Tấn Vương một mình trông coi việc nước.
Bấy giờ trong nước nhiều nơi nổi lên làm loạn, không thần phục triều đình, Nam Tấn vương phải đích thân mang quân đi đánh dẹp. Năm Ất Sửu (965) Nam Tấn Vương đem quân đi đánh hai thôn ở Thái Bình. Quân đến nơi cắm thuyền, lên bộ đánh nhau. Nam Tấn vương trúng tên nỏ tẩm thuốc độc của quân mai phục bị tử thương. Ông trị vì được 15 năm (950 - 965). Theo Sử ký của Ngô Thì Sĩ, bấy giờ có người quận Thao Giang là Chu Thái quật cường không thần phục. Nam Tấn vương thân đi đánh, chém được Chu Thái. Do trận thắng ấy, Nam Tấn vương sinh kiêu, chủ quan khinh địch, chính vậy nên mới mắc nạn trong chuyến đi đánh hai thôn này.
Sau khi Nam Tấn Vương mất, con của Thiên Sách Vương là Ngô Xương Xí lên ngôi, nhưng thế lực suy yếu phải rút về giữ đất Bình Kiều. Từ 966 trong nước hình thành thập nhị sứ quân, sử gọi là loạn 12 sứ quân. Cho tới năm Mậu Thìn 968, đạo quân của Đinh Bộ Lĩnh sau khi đánh dẹp và thu phục được các đạo quân khác, thống nhất đất nước, mở ra nhà Đinh. Nhà Ngô đến đây kết thúc.
Luận về Ngô Xương Văn, Sử gia Ngô Thì Sĩ trong Việt sử tiêu án có lời bàn rằng: “Hậu Ngô Vương vì tư chất còn non trẻ, được nuôi dưỡng trong thâm cung, sớm tối ở chung, mà bọn gian thần không nghi kỵ, đi đánh giữa đường lại quay về lấy nước mà các tướng không dám trái lời. Tên đại gian (chỉ Dương Tam Kha) 6 năm cướp ngôi chuyên quyền, một mai bị truất bỏ mà im lặng tăm hơi, dễ như đổi quân cờ. Ông quả là thông minh và khéo che đậy. Oai vũ đủ để khuất phục được người, tính trầm lặng quả quyết sâu sắc kín đáo, tư chất cao siêu, vốn không phải là người tầm thường có thể theo kịp. Ông trở về kinh đô, không để mất cơ nghiệp cũ, phía bắc thì khước từ sắc mệnh của triều Nguỵ, phía nam thì dẹp loạn binh đao, ở ngôi giữ nước qua 15 năm, đáng là một vị vua hiền giữ nghiệp cũ. Sinh con như thế, Ngô Quyền có thể được coi là người sống mãi không mất”.
Theo Lịch sử họ Ngô tổng hợp của tác giả Ngô Đức Thắng thì Ngô Xương Văn có 2 bà vợ. Bà cả là Dương Vân Nga, con gái Dương Tam Kha, sinh ra Ngô Nhật Khánh, sau này bà được Đinh Tiên Hoàng lập làm Hoàng hậu, sinh ra Đinh Toàn. Bà thứ hai là Lý Thị Ngọc Dư, sinh Ngô Nhật Chung. Ngô Nhật Khánh thời kỳ 12 sứ quân tự xưng là An Vương chiếm giữ Đường Lâm, sau bị Đinh Bộ Lĩnh bức hàng; Ngô Nhật Chung ở Đổ Động trở thành đại điền chủ, sau này cầm đầu cuộc nổi dậy chống triều đình nhà Tiền Lê, bị Lê Hoàn dẫn quân từ Hoa Lư ra đàn áp tan rã.
Luận về vợ con Nam Tấm Vương, hiện có nhiều nhận định khác nhau:
Có ý kiến cho rằng, nếu theo luận thuyết nêu ra trong Lịch sử Họ Ngô tổng hợp, thì bà Dương Vân Nga từng là vợ của 3 người: Ngô Xương Văn, Đinh Bộ Lĩnh và Lê Hoàn. Như vậy, Dương Vân Nga là Hoàng hậu 3 triều: Ngô, Đinh, Tiền Lê chứ không phải chỉ 2 triều như chính sử viết. Luận thuyết này thấy thiếu cơ sở vững chắc, có nhiều điểm mâu thuẫn. Chính sử không thấy nhắc đến, các phả cũ họ Ngô cũng không thấy bản nào đề cập đến tình tiết này.
Cũng có người cho rằng, bà Dương Thị vợ Ngô Xương Văn sinh ra Ngô Nhật Khánh, sau này được Đinh Tiên Hoàng lập làm Hoàng hậu, là 1 trong 5 hoàng hậu nhà Đinh không phải con gái Dương Tam Kha, bởi theo phả họ Dương thì Dương Thị là con người anh của Tam Kha tên là Nhị Kha, Nhị Kha mất sớm, Dương Thị về ở với chú, chứ bà không phải bà là con Dương Tam Kha.
Theo bản dịch Thần phả thờ tướng quân Đỗ Cảnh Thạc do Hội đồng dòng họ Đỗ xã Tây Mỗ, Từ Liêm, Hà Nội cung cấp, được cho là nội dung văn bia dựng từ thời nhà Đinh, do Trạng Bùng Phùng Khắc Khoan (1528 - 1613) giới thiệu, thì Ngô Nhật Khánh không phải là con Nam Tấn Vương Ngô Xương Văn. Trong Thần phả, đoạn Ngô Quyền trước lúc lâm chung, ủy thác con trưởng Ngô Xương Ngập cho Dương Tam Kha và Triều đình có nội dung: “Năm Giáp Thìn 944, Ngô Vương lâm bệnh, cho gọi Thái tử Xương Ngập, hoàng tử Xương Văn, quốc cữu Dương Tam Kha, thái y Nhi Thông, Tiền đạo tướng quân Phạm Bạch Hổ, Hữu tướng quân Dương Cát Lợi, Tả tướng quân Đỗ Cảnh Thạc, cận vệ Ngô Nhật Khánh... đến bên giường bệnh truyền nhủ…”
Theo trên, năm 944 Ngô Nhật Khánh đã là cận vệ của nhà vua, trong khi đó Hoàng tử Ngô Xương Văn mới chi là một cậu bé, sau này được Dương Tam Kha nuôi trong cung làm con nuôi thì sao có thể là cha của Nhật Khánh được?
Sách Truyền thuyết Hoa Lư thì lại viết rằng: bà mẹ Ngô Nhật Khánh họ Hoàng, chồng là Ngô Công, là tướng của Nam Tấn Vương Ngô Xương Văn (chứ không phải chính Ngô Xương Văn là chồng), ông bị mất sớm. Người dân gọi bà là Ngô Phu nhân, sau được Đinh Tiên Hoàng lập làm Hoàng hậu. Sau khi Đinh Tiên Hoàng mất, với những diễn biến xấu dồn dập của chồng và các con tràn đến, bà ra vùng ven đô kinh thành Hoa Lư lập chùa tu hành. Nhân dân gọi chùa này là chùa Bà Ngô. Tương truyền, bà Ngô phu nhân là người hiền hậu, rất thương dân và sống thọ đến cả 100 tuổi. Vì vậy, Chùa Bà Ngô trở thành một trong những ngôi chùa cầu thọ nổi tiếng ở Ninh Bình, và cho đến nay, hàng năm mọi người vẫn đến cầu phúc, cầu sự bình an và sức khỏe cho mình cùng người thân. Đây là một ngôi chùa cổ, nằm ở tả ngạn sông Hoàng Long, thuộc hệ thống di tích lịch sử cố đô Hoa Lư (Ninh Bình).
Trên đây là những vấn đề tồn nghi, đòi hỏi các nhà sử học và họ Ngô Việt Nam tiếp tục bỏ nhiều công sức tìm tòi, nghiên cứu thêm.