ราชวงศ์สุโขทัยมีประวัติปรากฏในศิลาจารึกหลักที่ 2 (จารึกวัดศรีชุม) ใจความว่า ผู้ตั้งราชวงศ์มี 2 คน ด้วยกัน คือ พ่อขุนผาเมือง และพ่อขุนบางกลางหาว ได้ช่วยกันตั้งราชวงศ์ขึ้นเมื่อพ.ศ. 1800 พ่อขุนผาเมืองเป็นลูกพ่อขุนศรีนาวนำถม ซึ่งเป็นเจ้าเมืองสุโขทัยในครั้งนั้นเมืองสุโขทัยยังเป็นเมืองประเทศราชของ ขอมอยู่

พ่อขุนผาเมืองนั้น พระเจ้ากรุงกัมพูชาพระราชทานนามว่า กมรเตงอัญศรีอินทรปตินทราทิตย์ และได้พระราชทานพระราชธิดาองค์หนึ่งทรงพระนามว่า พระนางสิงขรมหาเทวี พ่อขุนผาเมืองเป็นเจ้าเมืองราด ส่วนพ่อขุนบางกลางหาวนั้นเป็นเจ้าเมืองบางยาง (แต่เดิมนั้น เรียกชื่อพ่อขุนบางกลางหาวว่า บางกลางทาว หรือ บางกลางท่าว ต่อมา ดร. ประเสริฐ ณ นคร ตรวจสอบอักษรที่จารึกใหม่พบว่า แท้ที่จริง จารึกเขียนว่า บางกลางหาว เพราะที่อ่านกันแต่เดิมนั้น เข้าใจผิดไปว่าเป็น “ท ทหาร” ที่แท้คือ ” ห หีบ” และ”ไม้เอก” ก็ไม่มี) ครั้งนั้นเมืองสุโขทัยมีข้าหลวงเขมรชื่อ โขลญลำพง เป็นผู้รักษาเมืองหรือสำเร็จราชการอยู่ พ่อขุนบางกลางหาวเป็นมิตรสหายของพ่อขุนผาเมือง ทั้งสองได้ตั้งใจตีเมืองสุโขทัย พ่อขุนบางกลางหาวได้เมืองศรีสัชนาลัย ส่วนพ่อขุนผาเมืองเมื่อได้เมืองบางขลังแล้วก็นำพลมาทางเมืองราด เมืองศรีสัชนาลัยถึงเมืองสุโขทัย ข้าหลวงขอมไม่อาจสู้ได้ ต้องยอมแพ้และทิ้งเมืองสุโขทัยไป

เมื่อได้เมืองสุโขทัยแล้วพ่อขุนผาเมืองได้นำพลออกและได้อภิเษกพ่อขุนบางกลาง หาวให้เป็นเจ้าเมืองสุโขทัย ถวายพระนามตามพระนามของตนที่ได้รับพระราชทานจากพระเจ้ากรุงกัมพูชาว่า “กมรเดงอัญศรีอินทรปตินทราทิตย์” (ในตอนต้นศิลาจารึกของพ่อขุนรามคำแหง เรียกโดยย่อว่า ศรีอินทราทิตย์ เป็นพระนามพระราชบิดาของพ่อขุนรามคำแหง) พ่อขุนศรีอินทราทิตย์ซึ่งเป็นปฐมกษัตริย์ในราชวงศ์สุโขทัยนั้น ในหนังสือชินกาลมาลินี และสิหิงคนิทาน เรียกว่า โรจนราช หรือสุรางคราช คือ พระร่วง (สำหรับพระนามพระร่วงนี้มีหลักฐานไม่แน่ชัดว่า หมายจำเพาะเจาะจงว่าเป็นองค์ใด บ้างก็ว่าหมายถึงพระเจ้าศรีอินทราทิตย์ บ้างก็ว่า หมายถึง พ่อขุนรามคำแหงมหาราช และบ้างก็ว่าหมายถึงกษัตริย์ทุกพระองค์ในราชวงศ์พระร่วง)

พระราชประวัติ พ่อขุนรามคำแหงมหาราช ตามความปรากฏในจารึกหลักที่ 1มีใจความว่า พ่อขุนศรีอินทราทิตย์มีพระโอรสด้วยพระชายาพระนามว่า นางเสือง 3 องค์ พระองค์ใหญ่สิ้นพระชนม์เสียตั้งแต่ยังเยาว์ พระองค์กลางทรงพระนามว่า บาลเมือง (ในหนังสือชินกาลมาลินีและสิงคนิทาน เรียกว่า ปาลราช) องค์ที่สามได้เสวยราชย์ต่อมาทรงพระนามว่า พ่อขุนรามคำแหงมหาราช (ศิลาจารึกของพ่อขุนรามคำแหงด้านที่ 2-3-4 และในคำนำไตรภูมิพระร่วงเรียกว่า รามราช)

พ่อขุนรามคำแหงมหาราช ทรงพระราชสมภพปีใดไม่ปรากฏหลักฐานแน่นอน ตามหลักฐานพงศาวดารเมืองเหนือ คือ พงศาวดารเมืองโยนก กล่าวว่า พ่อขุนรามคำแหงมหาราชทรงเป็นพระสหายสนิทและรุ่นราวคราวเดียวกับพญาเม็งราย เจ้าเมืองเชียงใหม่ และพญางำเมือง เจ้าเมืองพะเยา ทรงศึกษาเล่าเรียนอยู่ในสำนักสุกกทันตฤาษี ณ เมือง ละโว้ (ลพบุรี) เป็นศิษย์ร่วมอาจารย์เดียวกับพญางำเมือง ในขณะที่ทรงเล่าเรียนศิลปวิทยาอยู่ร่วมกันนั้นพญางำเมืองเจริญพระชันษาได้ 16 ปี

เมื่อพ่อขุนศรีอินทราทิตย์ประกาศตั้งกรุงสุโขทัยเป็นอิสระแล้ว ขุนสามชนเจ้าเมืองฉอดได้ยกกองทัพมาตีเมืองตากอันเป็นเมืองหน้าด่านทางทิศ ตะวันตกของกรุงสุโขทัย พ่อขุนศรีอินทราทิตย์ยกกองทัพออกไปสู้รบกับขุนสามชน และพระราชโอรสองค์ที่สามซึ่งเจริญพระชันษาย่างเข้า 19 ปี ทรงเป็นนักรบที่เข้มแข็งในการสงครามเข้าชนช้างชนะขุนสามชน พวกเมืองฉอดจึงได้แตกพ่ายไป เมื่อชนช้างชนะขุนสามชนคราวนั้นแล้ว พ่อขุนศรีอินทราทิตย์พระราชบิดาจึงพระราชทานเจ้ารามเป็น “พระรามคำแหง” ซึ่งคงจะหมายความว่าพระรามผู้เข้มแข็ง หรือ เจ้ารามผู้เข้มแข็ง

พ่อขุนรามคำแหงมหาราช เสด็จขึ้นครองราชสมบัติเป็นกษัตริย์องค์ที่สามแห่ง ราชวงศ์พระร่วง ศักราชที่ปรากฏในศิลาจารึกพ่อขุนรามคำแหง (ศิลาจารึกสุโขทัยหลักที่ 1) คือ มหาศักราช 1205 (พ.ศ. 1826) นั้นเป็นปีที่พระองค์ได้ประดิษฐ์อักษรไทยขึ้น มหาศักราช 1207 (พ.ศ. 1828) ทรงสร้างพระมหาธาตุเมืองศรีสัชนาลัย (เข้าใจว่า คือ พระเจดีย์ที่วัดช้างล้อม ในปัจจุบัน) มหาศักราช 1214 (พ.ศ. 1835) โปรดให้สร้างแท่นหิน ชื่อ พระแท่นมนังศิลาบาตร และสร้างศาลา 2 หลังชื่อ ศาลาพระมาสและพุทธศาลา ประดิษฐานไว้กลางดงตาล เพื่อเป็นที่ประทับว่าราชการและทรงสั่งสอนข้าราชการและประชาชนในวันธรรมดา ส่วนวันอุโบสถโปรดให้พระสงฆ์นั่งสวดพระปาติโมกข์และแสดงธรรม รัชสมัยของพระองค์รุ่งเรืองยิ่งกว่ารัชกาลใด ๆ ราชอาณาเขตแผ่ขยายไปกว้างขวาง ประชาชนอยู่เย็นเป็นสุขอย่างที่เรียกกันว่า “ไพร่ฟ้าหน้าใส” การพาณิชย์เจริญก้าวหน้า ศิลปวิทยาเจริญรุ่งเรืองหลายประการ กล่าวคือ