Никаких документальных данных о матери Османа не сохранилось. Энтони Алдерсон указывает, что мать Османа I была предположительно турчанкой, не называя её имени, но традиция присваивает матери основателя династии имя Халиме-хатун. Отцом Османа был легендарный вождь Эртогрул. Нет никаких упоминаний о нём в хрониках того времени, и существование его как реального лица подтверждают только найденные монеты с надписями: «Отчеканена Османом, сыном Эртогрула» и «Отчеканена Османом, сыном Эртогрула, сыном Гюндуз Альпа». Отцом Эртогрула и дедом Османа традиционная устаревшая генеалогия называла Сулеймана-шаха, однако на данный момент считается доказанным, что отцом Эртогрула был Гюндюз Альп. Более далёких предков Османа проследить невозможно, как писал Гиббонс: «Мы не можем установить родословную Османа». Через сто с лишним лет, в XV веке после захвата Константинополя Мехмед II озаботился облагораживанием происхождения своих предков. Одна из составленных для него генеалогий возводит род османов к Ною, другая — к Огуз-хану. Также Мехмед II поддерживал версию о том, что его семья якобы происходит от Комнинов.