金匮之盟也是太宗即位的关键所在。围绕金匮之盟，学者们各执一词，有的认为确有金匮之盟，有的则认为那只不过是太宗为了稳固自己的统治在几年后的欺世盗名的杜撰而已。
据《杜太后传》记载：“建隆二年，太后不豫，太祖侍药饵不离左右。疾亟，召赵普入受遗命。太后因问太祖曰：‘汝知所以得天下乎？’太祖呜咽不能对。太后因问之，太祖曰：‘臣所以得天下者，皆祖考及太后之积庆也。’太后曰：‘不然。正由周世宗使幼儿主天下耳。使周氏有长君，天下岂为汝有乎？汝百年后当传位于汝弟。四海之广，万机至众，能立长君，社稷之福也。’太祖顿首曰：‘敢不如教。’太后顾谓赵普曰：‘尔同记吾言，不克违也。’命普于榻前为约誓书，普于纸尾书‘臣普书’。藏之金匮，命谨密宫人掌之。”
这就是历史上有名的“金匮之盟”。
关于金匮之盟，《宋史纪事本末》、《续资治通鉴》及《续资治通鉴长篇》也有类似的记载，只是言语上稍有些出入。但是由于年代久远，“金匮之盟”的真伪，很值得怀疑。因为从当时的情况看，杜太后去世的时候，赵匡胤年仅34岁，正当壮年，这时他的儿子德昭已经14岁，即使太祖三五年后去世，也不会出现后周世宗遗下7岁孤儿继承大统，造成群龙无首的危险局面。在这种背景下，杜太后怎么会做出有悖封建社会“嫡长子继承制”常理的决定，而说什么“汝百年后当传位于汝弟”的“金匮之盟”呢？退一步说，假定真有“金匮之盟”，且“藏之金匮，命谨密宫人掌之”。那么，太祖去世后，赵光义就应该立即拿出来，正大光明地宣示天下，说服众人。为何直到5年后，才在众论哗然的情况下，如梦初醒般地记起这件事来，并煞有介事地列举证人，公布誓约。因此，这难免让人怀疑，所谓的“金匮之盟”只是出于政治需要，太宗才伙同赵普伪造而来，以达到掩人耳目，为自己继位“正名”的目的。
对“金匮之盟”的可信性也有许多学者持肯定态度。从背景来看，北宋政权是通过陈桥兵变得来的，赵匡胤能够黄袍加身，主要在于后周时期典兵将领权势过重，赵匡胤大权在握；另外后周恭帝年龄太小不能控制局面，从而使赵匡胤有机可乘，取而代之。杜太后亲身经历过五代，面对五代君主13人，在位超过十年者无一，有7人死于非命这样一个王朝更替频繁、“你方唱罢我登场”的混乱局面，杜太后凭什么能够自信宋太祖就可以摆脱“宿命”，而不像周世宗那样英年早逝、最终导致幼主执政失国呢？加之宋朝初建，国基不稳，成为又一短命王朝的可能性很大。再者，虽然当时太祖正直壮年，身体无恙，但是政治变化无常，“人有旦夕祸福”，谁敢保证他就不会暴死，不会被人杀掉。假如真的这样，只有十余岁的德昭能应付这样的局面吗？而在这种情况下，具有丰富政治经验的赵光义无疑是最佳的继位人选。
《宋史·后妃传》上也明确记载杜太后得知赵匡胤当上皇帝时，不但没有什么喜悦，反而语重心长地告诫他“吾闻为君难，天子置身兆庶之上，若治得其道，则此位可尊，苟或失驭，求为匹夫不可得，是吾所以忧也”。在这种背景下，杜太后以史为鉴，打破“嫡长子继承制”的固定模式，由年长者为君，以确保赵氏万年江山，是完全符合当时的时代背景和客观实际的。近代以来，有人否定“金匮之盟”，认为是宋太宗的伪造，毕竟都没有强有力的证据来证明其是伪造的，很可能是“嫡长子继承制”的固定模式在作祟，并由此而否定“金匮之盟”的可能性。综上所述，“金匮之盟”具有存在的条件和背景，其可能性极大。进一步来看，假设没有“金匮之盟”的誓约，宋太祖当时尚存两子，为何不立太子呢？
当然，宋人王禹偁在《建隆遗事》中记载有太祖立太子一事：“上将宴驾，前一日，遣中使急召宰相赵普、卢多逊入宫，见于寝阁……普等复曰：陛下艰难创业卒至升平，自有圣子当受命，未可议及昆弟也。臣等恐大事一去，卒不可还。陛下宜熟计之。”这是见到的唯一商议立太祖之子的资料，但查证史实可知，赵普于开宝六年（公元973年）八月被罢相，出镇河阳，不可能在太祖临终时被召入宫并谈及继承人的问题。而且史料中也从没有记载太祖驾崩前一日，有大臣建议立太子之事。由此可见其叙述之荒谬。事实上，终太祖一朝，正史上也未见有立太子一事。宋太祖从公元960年即位称帝，到公元976年驾崩，在位达17年之久，有两位皇子在世。假设没有“金匮之盟”，太祖为何不立太子呢？再说，按照封建王朝的传统，“太子，国之本也”，是封建王朝历代帝王都非常重视的一件大事，从历史上看，很多皇帝继位之初，就立下太子，比如在唐朝，公元618年5月，李渊称帝，“六月，立李建成为太子”；唐太宗立李承乾也是“太宗即位，为皇太子，时年八岁”，为何独宋太祖迟迟不能定夺呢？
也有人认为可能是太祖当时年富力强，圣体康健，不会料到突然驾崩，所以才未来得及立太子。但是事实上太祖去世时已经50岁，这在古人绝非早逝，并且在位已经达17年之久，若沿古制，早该立下太子了。所以，说太祖突然崩逝或者说英年早逝，不是不立太子的充分理由。再从《宋史纪事本末》记载来看：“燕懿王德昭字日新，母贺皇后，乾德二年出阁。故事，皇子出阁即封王。太祖以德昭冲年，欲其由渐而进，授贵州防御使。开宝六年，授兴元尹，山南西道节度使、检校太傅、同中书门下平章事。终太祖之世，竟不封以王爵。”另一皇子德芳也仅仅是在开宝九年被封为贵州团练使，这就是说，太祖在世时，授予两个皇子的职位都不高，离太子的地位还有很大距离。通过这些史实可以看出，太祖在世时根本就无意于立太子。那么太祖为什么不立太子呢？对此合理的解释就是皇位继承另有其人，金匮之盟不假，太祖已经决意由弟弟光义继任大统。
可是反对者对此还是颇有微词，他们说，假设真的有“金匮之盟”，太祖着意传位于弟弟赵光义，以免重蹈柴世宗之覆辙，那么赵光义即位后为什么还有那么多的异常之举呢？
比如，太宗即位后，对皇位更替中涉及的关键人物都大加封赏。任命其弟赵廷美为开封尹兼中书令，封齐王；德昭为节度使和郡王，德芳也封为节度使。太祖和廷美的子女均称为皇子皇女，太祖的三个女儿还封为公主。太祖的旧部薛居正、沈伦、卢多逊、曹彬等人都加官晋爵，他们的儿孙也因此获得官位。而一些太祖在世时曾加以处罚的人，都予以赦免。这难免让人猜疑，如此举动正是因为有难言之隐，不正之举，所以才广播皇恩，以稳定人心。除此之外，太宗更是注重培养和提拔自己的亲信，其开封尹时的幕府成员如程羽、贾琰、陈从信、张平等人都陆续进入朝廷担任要职，慢慢替换了太祖朝的大臣。尤其是他在位时期，第一次科举取士人数就是太祖朝最多时的两倍，当然科举取士使不少出身寒微的有才之士能够入仕，是一项很好的施政措施。
不过，试想这些平步青云的“天子门生”无疑对太宗心存感激，甘心为其效力，从而太宗自然也能够把权力集中在自己手中，将整个朝廷逐渐变成服从自己的机构。此外，太宗还陆续罢黜了一批元老宿将如赵普、向拱、高怀德、冯继业和张美等，将他们调到京师附近做官，便于控制。太宗重用亲信，大规模地取士，让朝廷中的官职大换血，是否有让自己培养的人充当各种要职，即使朝野内外对太宗继位有所非议，也能大权在握无所顾忌呢？当然，所谓“一朝天子一朝臣”，太宗培养亲信的举动也许根本就无可厚非，毕竟每位皇帝登基后都会培养自己的亲信之臣，以稳固统治。这些论述无疑包含有后人先验性的有罪推论的影子。