Vào triều vua Lý Thánh Tông (1057) đã cho xây dựng tháp báo Thiên (nay là vị trí Nhà thờ Lớn ) bên hồ Lục Thủy. Tất cả những gì sử sách để lại về thời các vua Lý không thấy nói đến hồ Hoàn Gươm cũng như rùa.
Theo Đại Việt sử ký, sau khi kháng chiến chống quân Nguyên thắng lợi, vua Trần Nhân Tông đã cho dựng một miếu thờ các liệt sỹ ở một địa điểm gần hồ Lục Thủy. Tuy nhiên, sử sách cũng không ghi chép nhiều về đền này và các nhà viết sử chỉ suy đoán đền nằm ở phía Bắc hồ. Điều đó cũng cho thấy đời các vua Trần cũng chưa có tên Hồ Gươm và cũng không có cuốn sách nào ghi lại sự tích gì ở hồ Lục Thủy liên quan đến rùa. Ai cũng biết truyền thuyết Lê Lợi trả lại gươm thần cho rùa vàng sau khi đánh tan giặc Minh.
Cách kể trong dân gian, trong sách, trên các văn bia có đôi chỗ khác nhau nhưng có thể tóm tắt: Đầu năm 1428, Lê Thái Tổ cùng quần thần bơi thuyền trên hồ Lục Thủy dạo mát và ngắm cảnh, bỗng nhiên ngài thấy có ánh vàng loang loáng dưới nước và một lúc sau rùa vàng ngoi lên mặt nước rồi về phía thuyền buồm của nhà vua. Lúc này, Lê Thái Tổ chợt nhớ đến lưỡi gươm mà Lê Thận cho với hai chữ "Thuận Thiên" đã giúp ngài đánh tan giặc ngoại xâm. Khi ngài vừa rút gươm ra khỏi vỏ thì lưỡi gươm đã tự bay về phía rùa vàng. Rùa ngậm lưỡi gươm và lặn xuống hồ và từ đấy hồ có tên là hồ Hoàn Gươm (dân gian quen gọi là Hồ Gươm). Song vấn đề là ở chỗ truyền thuyết xuất hiện khi Lê Thái Tổ còn sống hay sau khi ngài qua đời thì không thể xác định được. Và việc trả gươm rùa vàng của Lê Thái Tổ phải chăng có liên quan đến truyền thuyết An Dương Vương với bài học về chữ tín, về mượn thì phải trả? Tại sao lại liên quan đến rùa mà không phải vật khác?
Theo nhà sử học người Pháp Philippe Papan, người từng là thành viên của viện Viễn Đông bác cổ, sống ở Hà Nội từ năm 1991 đến 2004 và là tác giả của cuốn sách Lịch sử Hà Nội cho rằng mô típ anh hùng trả gươm cho rùa sau khi diệt hết giặc ngoại xâm hay diệt yêu quái không chỉ riêng Việt Nam mới có mà còn có ở các quốc gia Đông Nam Á. Phải chăng, những người dựng nên truyền thuyết tự thêu dệt nên hay bị ảnh hưởng của các nước láng giềng?
Có một điều cũng rất lạ là quanh hồ Gươm không có đền miếu thờ Lê Thái Tổ mà chỉ có đình làng Kiếm Hồ (nay là đoạn giữa phố Lý Thái Tổ) có bài vị thờ Lê Lợi làm thành hoàng làng. Cho đến năm 1897, Kinh lược sứ Hoàng Cao Khải mới cho dựng tượng ngài bằng đồng ở ven hồ (tượng nằm ngay sát nhà hát Ca múa nhạc nhẹ - số 16 phố Lê Thái Tổ).
Đến cuối triều Lê, chúa Trịnh cho xây lầu Ngũ Long (vị trí Bưu điện Hà Nội ngày nay) để ngự trên lầu này xem biểu diễn thủy quân. Để đi từ phủ chúa (khu vực xung quanh Bảo hiểm Xã hội Việt Nam hiện nay), Chúa đã cho đắp con đường ngăn Lục Thủy thành hai phần và gọi phía trên là Tả vọng (nay là Hồ Gươm), phía dưới là Hữu vọng. Do vậy, nếu Lục Thủy có giống rùa quý như ngày nay thì tại sao các hồ phía nam Thăng Long khi còn thông với Hữu vọng (ví dụ hồ Ba mẫu, Bẩy mẫu) sao không có loài rùa này?
Nguyễn Ngọc Tiến