唐代歷史上真實的程咬金給人的印象與演義小說中的人物形象是截然不同的。程咬金，原名咬金，后改名為知節，濟州東阿斑鳩店人，生于隋開皇十三年(593年)，卒于唐麟德二年(665年)，享年72歲。程咬金是北齊世家大族之后。程咬金在年少時就非常勇猛，善于使用馬槊這種兵器。在隋末亂世中，程咬金聚集了數百人共同保衛鄉里，以防止流寇的侵擾。

后來農民起義軍逐漸發展壯大，至隋大業十三年(617年)左右，在全國范圍內大致形成了三支強大的隊伍：翟讓、李密領導的瓦崗軍，竇建德、劉黑闥領導的河北義軍和杜伏威、輔公佑領導的江淮義軍。到了此時，程咬金組織的地方自保勢力已經無法維持下去，最后投奔了瓦崗軍李密，李密任用他為內軍驃騎。“內軍”是李密從軍中挑選的八千個勇士，隸屬四位驃騎統轄，又分為左右兩隊，主要任務是保護李密。程咬金就是四位驃騎之一，極受重用，李密對內軍十分滿意，常說：“此八千人可當百萬。”

武德元年(618年)九月，占據洛陽的王世充趁著瓦崗軍與隋叛臣宇文化及的軍隊兩敗俱傷之際，帶領兩萬精銳步騎，在通濟渠上架起三座橋梁，準備與瓦崗軍進行決戰。李密在邙山南麓擺陣迎戰王世充，程咬金率領內馬軍，與李密安營在北邙山上;另一大將秦叔寶則領外馬軍，安營在偃師城北。王世充首先率軍猛攻單雄信，李密派出程咬金和大將裴行儼前去支援。戰斗中，裴行儼被流箭射中墜下戰馬，程咬金趕緊營救，刺殺了沖上來的好幾個敵軍士兵才將裴行儼救到馬上。他帶著裴行儼向后撤退，由于戰馬承載了兩個人而跑不快，半路上被王世充的騎兵趕上。程咬金奮力反擊，不料卻被一支馬槊刺中。他回身將這根馬槊生生折斷并斬殺了追擊的敵兵，兩人都身受重傷，但平安回到了瓦崗軍的大營。此戰由于李密指揮不利，瓦崗軍遭受重創，實力大損。不久，瓦崗軍不敵王世充軍的強大攻勢，兵敗如山倒，李密見大勢已去，撇下眾人，投奔李淵而去，程咬金與同在瓦崗軍的秦叔寶歸降了王世充。

王世充對程咬金十分優待，但程咬金和秦叔寶都非常討厭王世充的為人，他們暗自尋找機會，準備另投明主。武德二年(619年)閏二月，王世充率軍與唐軍李世民部戰于九曲，程咬金列陣迎戰。忽然與秦叔寶等人在馬上向王世充拱手道：“蒙受公的接待，很想報恩。但是公性情愛猜疑，身邊又多小人，不是我們托身的地方，現在恭敬辭別！”然后與左右數十人躍馬奔向唐軍。王世充因懼怕程咬金等人的勇武，竟不敢追趕。

歸唐之后程咬金和秦叔寶在李世民的麾下聽令，跟隨李世民南征北戰，東征西討，打敗了宋金剛，活捉了竇建德，降服了王世充，并擔任左一馬軍總管。每次交戰他都身先士卒，戰功卓著，被封為宿國公。

最后李氏終于掃平了各路勢力，統一了全國。在掃蕩群雄的過程中李世民戰功顯赫，威望如日中天，又形成了以秦王府謀士和勇將為核心的實力雄厚的政治集團。這嚴重威脅到了太子李建成的皇儲地位。由于程咬金是李世民的骨干，李建成欲除之而后快。武德七年，李建成為了剪除李世民的左右羽翼，向唐高祖進讒把程咬金外調為康州刺史。程咬金堅決留在李世民的身邊。武德九年(626年)六月，李建成和李元吉在夜宴的酒水中下毒，致使李世民飲酒后毒性發作，吐血數升，險些丟了性命。李世民意識到朝廷里的形勢對自己十分不利，便決定先發制人，在玄武門伏擊李建成和李元吉，奪取皇位。

程咬金參與了玄武門兵變的全過程，兵變后，程咬金拜授太子右衛率，升任右武衛大將軍。貞觀年間，程咬金歷任瀘州都督，左領軍大將軍，與長孫無忌等人世襲刺史，改封盧國公，授普州刺史。

唐高宗永徽六年(655年)，程咬金升任左衛大將軍。同年五月被授予蔥山道行軍大總管，率領右屯衛將軍蘇定方、右武衛將軍王文度等人討伐西突厥沙缽羅可汗。在戰斗中王文度因私心假傳圣旨，又蠱惑程咬金，致使程咬金下令屠殺已經投誠的胡人。班師回朝后，王文度被免官為民，程咬金也因事獲罪免去官職。沒多久，又起用為岐州刺史。程咬金自知年紀老邁，向朝廷請求退休，得到批準，從此在家頤養天年。麟德二年(665年)，程咬金去世，朝廷追贈他為驃騎大將軍、益州大都督，陪葬于唐太宗的昭陵。