宋人邓名世《古今姓氏书辨证》云：雷氏“出自古诸侯方雷氏之后，以国为氏，后单姓雷。”由此可知，雷姓与方姓同出一源，都是方雷氏的后裔。相传方雷氏是炎帝神农氏的九世孙，因战功被黄帝封于方山（在河南中北部嵩山一带），建立诸侯国。其子孙以国为氏，复姓方雷氏，后又分为两支，一支姓方，一支姓雷
相传上古时有部落叫方雷氏，黄帝娶方雷氏女子为妻，生子青阳氏。
方雷氏后代有称雷氏的。黄帝的基地主要是在河南，这说明早期的雷姓人物出自河南。
雷姓是个古老的姓氏。相传黄帝有大臣雷公，精通医术，是个名医，曾与黄帝讨论医学理论。《素问·著至教书论》说“黄帝坐明堂，召雷公问之。”殷纣王有宠臣雷开 。
迁在晋以前，雷氏已分布于南方的江西、安徽、四川、湖北等省。西晋豫章（今江西南昌）人雷焕的后裔现仍广泛分布于江西丰城、南昌、吉安、赣州等地，有一支迁至冯翊（今陕西大荔），后来发展成名门望族。南北朝至五代期间，雷氏的聚居地在南北都有发展，已散播至内蒙古、湖南、广东等省的一些地区。
宋代时，雷氏分布更为广泛，今江西、福建、广西、湖南、广东、山西等省均有雷氏人居住。雷姓是汉族大姓之一。但是，并非只在汉族中有雷氏，许多少数民族中都有雷氏。居住在青海、甘肃一带的雷氏，有许多是羌族人。
如十六国时前秦大司马雷弱儿即是南安（今甘肃陇西）羌族人。迁徙至原楚国境内的雷氏，东汉时有雷迁，被称为南郡“潳山蛮”。迁徙至江南、岭南的雷氏，一部分融入苗、瑶、彝、侗、畲、壮、黎、布依等族。瑶族雷氏在广西、湖南、广东一带分布相当广泛，例如广西的临桂、灵川，湖南的城步，广东的博罗、海丰、云浮等县都有瑶族雷氏居民。
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