Tuy nhiên quê quán của ông ở đâu, cha mẹ là ai thì sử không chép. Chỉ có đoạn chép về Đào Cam Mộc trong năm 1009 như một tấn tuồng 3 hồi. Hồi một khá sinh động và có nội dung là họ Đào thăm dò, gợi ý để rồi nắm được ý tứ của Lý Công Uẩn có chấp nhận việc lên ngôi hay không. Sử cũ chép rằng: Đào Cam Mộc biết Lý Công Uẩn muốn lên ngôi vua nên nhân lúc vắng người, Đào Cam Mộc hỏi:
Tượng Lý Công Uẩn. Báo Bắc Ninh.
Chúa thượng (ý chỉ vua Lê Ngọa Triều) tâm trí u tối, bạo ngược, làm nhiều điều bất nghĩa. Trời đã chán, không cho sống lâu, con nối ngôi còn nhỏ, chưa đảm đương được việc nước. Dân chúng muốn tìm chân chúa. Thân vệ sao không nhân lúc này nghĩ ra mưu cao, quyết đoán sáng suốt, xa xem dấu cũ của Thang Vũ, gần xem việc làm của Đinh Lê, trên thuận lòng trời, dưới theo ý nguyện của dân, cứ bo bo giữ tiểu tiết hay sao?
Lý Công Uẩn rất thích khi nghe lời này, song còn e Đào Cam Mộc có mưu kế gì nên giả cách mắng rằng: Sao ông lại nói thế, tôi phải bắt ông nộp quan.
Nghe vậy, Đào Cam Mộc thản nhiên nói: Tôi thấy thiên thời nhân sự như thế cho nên tôi mới dám nói. Nay ông muốn cáo giác thì tôi không phải là người sợ chết.
Lúc đó, Lý Công Uẩn vội nói: Tôi đâu dám cáo giác, mà là sợ lộ thì chết nên răn ông đó thôi.
Sang hồi thứ hai, sử gia cho thấy Đào Cam Mộc đã động viên Lý Công Uẩn, thúc đẩy quyết tâm giành ngai vàng. Đào Cam Mộc đã khẳng định lòng dân đang hướng về Lý Công Uẩn và lòng trời cũng đã ngả theo. Điều này vừa củng cố quyết tâm của Lý Công Uẩn và hối thúc phải hành động ngay kẻo mất thời cơ có một không hai này. Và sử cũ đã ghi rằng: Hôm sau, Đào Cam Mộc lại nói: Người trong nước ai cũng bảo họ Lý khởi nghiệp lớn, lời sấm đã hiện ra rồi, đó là cái họa không thể che giấu được nữa. Chuyển họa thành phúc chỉ trong sớm chiều. Đây là lúc trời trao người theo, Thân vệ còn ngại ngần gì.
Lý Công Uẩn nói: Tôi đã hiểu rõ ý của ông, không khác gì ý của Vạn Hạnh, nếu theo như lời ấy thì nên tính kế thế nào?
Đào Cam Mộc đáp: Thân vệ là người khoan thứ nhân từ, lòng người chịu theo, hiện nay trăm họ mỏi mệt, không chịu nổi. Thân vệ nên nhân đó lấy ân đức mà vỗ về thì người ta tất xô nhau kéo về như nước chảy chỗ thấp, có ai ngăn được.
Hồi thứ hai này cho thấy không riêng gì Đào Cam Mộc mà cả nhà sư Vạn Hạnh cũng khuyên phải hành động và hẳn Lý Công Uẩn đã có kế hoạch nhưng còn thiếu người làm ngòi nổ. Nay người đó chính là ông Chi hậu họ Đào này. Bởi Chi hậu là chức quan trong nội đình, tất phải có thế lực, lực lượng hậu thuẫn không phải ít, đủ sức khống chế các triều quan.
Hồi thứ ba, sử cũ có ghi: Ngay ngày hôm đó, Đào Cam Mộc nói với triều thần rằng, hiện nay dân chúng khác lòng, trên dưới lìa ý, mọi người chán ghét tiên đế hà khắc bạo ngược, không muốn theo về vua nối mà đều có lòng suy tôn quan Thân vệ. Bọn ta không nhân lúc này cùng nhau sách lập Thân vệ làm thiên tử, lỡ bối rối có xảy tai biến gì, chúng ta có giữ được cái đầu không?
Mọi người vui vẻ nghe lời, dìu Lý Công Uẩn lên điện, tôn lên ngôi hoàng đế. Trăm quan đều quỳ dưới sân, tung hô vạn tuế.
Cũng theo sử cũ thì cuộc thay ngôi diễn ra nhanh chóng. Nhưng vào thời ấy, trong triều đình ắt cũng còn không ít hoàng thân quốc thích nhà Lê cùng những kẻ cận thần sủng ái của Lê Ngọa Triều. Vậy mà cuộc đảo chính diễn ra êm thấm, "vui vẻ" không có một phản ứng thì cũng đủ cho người đương thời và hậu thế hiểu rõ tài sắp đặt, bài binh bố trận của Đào Cam Mộc. Lý Công Uẩn là người đã lập ra vương triều Lý, một triều đại lẫy lừng trong lịch sử. Đó là một điều không thể phủ nhận. Nhưng để đạt được những thành quả đó, không thể không nói đến trung thần Đào Cam Mộc. Chính ông là người góp một phần công lao to lớn cho sự nghiệp tỏa sáng của Lý Công Uẩn - Lý Thái Tổ. Chính vì vậy nên sau khi lên ngôi, Lý Công Uẩn rất tin dùng Đào Cam Mộc và đã gả con gái là công chúa An Quốc cho ông. Khi mất, ông được phong chức Thái sư, tước Á vương.
Theo các dòng sử đã ghi như trên, Đào Cam Mộc không chỉ là bậc danh thần túc trí, mà còn là người biết thời cuộc, vị nhân sinh, vì giang san, là vị quan trọn lòng vì xã tắc, không vì triều đại, phe nhóm. Ông vì cái đầu, cái đúng sai, cái sự tồn vong của đất nước, không vì cái ghế. Đã một ngàn năm trôi qua nhưng những giai thoại về Đào Cam Mộc vẫn còn tồn tại, vẫn được hậu thế lưu truyền. Điều ấy chứng minh rằng, cuộc đời cũng như sự nghiệp của ông mãi trường tồn cùng lịch sử dân tộc.
