実際の被葬者は定かではないが、宮内庁により大海人皇子(のちの天武天皇)の妃で667(天智天皇6)年に薨去した大田皇女の墓に治定されている。大田皇女は天智天皇の皇女で鸕野讚良皇女(のちの持統天皇)の姉にあたる。
　しかし、2010(平成22)年、研究者の間では斉明天皇の陵墓として有力視されている牽牛子塚古墳の南東約20mから新たに石室が出土し、越塚御門古墳と命名された。『日本書紀』に記述されている斉明天皇陵との位置関係から、近年ではこちらが大田皇女の墓である可能性は高いとされている。