徐福东渡一事，最早出现于司马迁的《史记》。据《史记・秦始皇本纪》记载：秦始皇二十八年（公元前219年），“齐人徐福等上书，言海中有三神山，名曰蓬莱、方丈、瀛洲，仙人居之。请得斋戒，与童男女求之，于是遣徐福发童男女数千人，入海求仙人。”秦始皇三十七年（公元前210年），徐福再次求见秦始皇。因为九年前第一次入海求仙药，花费了巨额钱财未果，这时徐福谎称由于大鱼阻拦所以未能成功，于是请求配备强弩射手再次出海。
秦始皇便相信了徐福的谎言，第二次派徐福出海。徐福于是率“童男童女三千人”和“百工”，携带“五谷子种”，乘船泛海东渡，成为迄今有史记载的东渡第一人。对于徐福东渡，《史记・淮南衡山列传》也有记载：“（秦始皇）遣振男女三千人，资之五谷种种百工而行。徐福得平原广泽，止王不来。”
徐福东渡把秦代文明传入日本，促进了日本社会质的飞跃。徐福因此在日本被尊为农耕神、蚕桑神和医药神，日本纪念徐福的祭祀活动历千年而不衰。但是，自从司马迁在《史记》中第一次记载徐福东渡活动以来，也把与徐福有关的疑谜留给了后人。
疑团之一，徐福东渡是否到达日本？关于徐福的目的地的问题，学术界大多数学者认为，徐福东渡确实到了日本，甚至有人提出，徐福到日本后建立了日本王朝，徐福就是神武天皇；也有学者对此一说法提出质疑。认为到了海南岛或者是朝鲜，还有人提出到了美洲。
据《史记・淮南衡山列传》中的记载：“徐福得平原广泽，止王不来。”可以推测徐福登陆地是一平原。日本是一个由三千多个小岛组成的岛国。本州、九州、四国与北海道是其中四个大岛，总面积达到37.67万平方公里。全国有24%的面积为平原。较大的平原有关东平原、浓尾平原、畿内平原等。除日本列岛外，其他岛屿没有“平原广泽”的地理特征。
另外，徐福东渡日本，在后世的史书资料中也有记载。在《三国志・吴书・吴主传》中也有记载：“长老传言秦始皇遣方士徐福将童男女数千人入海，求蓬莱神山及仙药，止此洲不还。”《后汉书》中，把徐福入海求仙事件附在倭国之后。五代时期义楚和尚所写《义楚六贴》中提到：“日本亦名倭国，在东海中，秦时，徐福将五百童男，五百童女止此国。”
在日本学术界，也有不少史料记述徐福到日本的情况，有《神皇正统记》、《林罗山文集》、《异称日本传》、《同文通考》等文献。林下见林在《异称日本传》中说：“夷洲、澶州皆日本。相传纪伊国熊野之山下有徐福墓。熊野新宫东南有蓬莱山，山前有徐福祠。”新井君美在《同文通考》中说，“今熊野附近有地曰秦住，土人相传为徐福居住之旧地。由此七八里有徐福祠。其间古坟参差，相传为其家臣之冢。如斯旧迹今犹相传，且又有秦姓诸氏，则秦人之来往乃必然之事”。和歌山新宫町《秦徐福碑文》这样描述：“今东海可当蓬莱者，无可舍皇国他求，则谓日本国，得其实也必矣。”
在日本民间，徐福被尊称为农神、蚕桑神、医药神。还一些日本人认为自己是徐福的后裔，他们的根据是：在日语中，秦与羽田的发音相同。日本前首相羽田孜就称自己是徐福的后裔。他说：“我是秦人的后裔，我的姓在很早以前写作‘秦’，我当首相时，考古学家和历史学家对我的家族进行了调查，并在祖墓碑上发现了‘秦’字。”