То, что автором «Послания к Колоссянам» является апостол Павел, следует из самого текста Послания. Историческая ситуация, восстанавливаемая на основании завершающих рекомендаций и приветствий (Кол. 4:7–17), и в целом, и в деталях соответствует содержанию «Послания к Филимону», принадлежность которого апостолу Павлу не вызывает сомнений. Фрагменты Послания, где автор от первого лица говорит о своём апостольском служении (Кол. 1:24–2:5; 4:3–4), соответствуют также содержанию подобных мест в бесспорных Посланиях апостола (например, Гал. 1; 2 Кор. 3:10–13). В то же время как Послание апостола Павла «Послание к Колоссянам» впервые упоминается только у священномученика Иринея Лионского, хотя возможные цитаты из него, аллюзии на текст или упоминание характерных для «Послания к Колоссянам» идей исследователи с разной степенью убедительности обнаруживают и у более ранних авторов этого периода. «Послание к Колоссянам» принимали как Послание апостола Павла Маркион и гностики. Маркион приводит цитаты из всех глав «Послания к Колоссянам» (пропуская только Кол. 1:15–17; 2:17 и фразу «врач возлюбленный» в Кол. 4:14). Из всех гностических школ наиболее часто к «Посланию к Колоссянам» обращались последователи Валентина. «Канон Муратори» и более поздние списки канонических книг упоминают и цитируют «Послание к Колоссянам» как подлинное Послание Павла. Множественные эксплицитные ссылки на «Послание к Колоссянам» как на Послание апостола Павла появляются только у авторов более позднего периода – Климента Александрийского и Оригена. Недостаток (в сравнении с другими Посланиями апостола Павла) – прямых цитат из «Послания к Колоссянам» и упоминаний о нём в раннехристианской литературе пока не нашёл исчерпывающего объяснения. Одним из вариантов является выдвинутое ещё в XIX в. предположение, что учение «Послания к Колоссянам» было недостаточно актуальным для II в. в силу специфичности того учения, в полемике с которым оно было сформулировано. Несмотря на это, подлинность «Послания к Колоссянам» не подвергалась сомнению вплоть до XIX в., когда вопрос об авторе этого Послания впервые стал предметом научной полемики. Её началом была работа Э. Майерхофа. Он обнаружил в лексическом составе, стиле и способе аргументации «Послания к Колоссянам» большое количество особенностей, отличающих его от ранних Посланий апостола Павла (Рим., Гал., 1 Кор., 2 Кор., Флп., 1 Фес.), и в то же время отметил отсутствие в «Послании к Колоссянам» типичных для языка апостола слов, выражений и стилистических приёмов. Опираясь на эти и другие данные, исследователь заключил, что апостола Павел не мог быть автором «Послания к Колоссянам». Позже ряд его современников (как на основании его идей, так и независимо от них) пришли к тем же выводам. Реакцией на это стали попытки объяснить указанные Э. Майерхофом особенности «Послания к Колоссянам», не отказываясь от авторства апостола Павла. Так, Георг Генрих Август Эвальд и за ним Эрнест Жозеф Ренан выдвинули предположение, что Послание было написано Тимофеем по заданию и под руководством апостола. Другую гипотезу предложил Генрих Юлиус Гольцманн, который полагал, что «Послание к Колоссянам» представляет собой существенно дополненный неким редактором первоначально краткий текст апостола Павла. Ещё одним аргументом, предложенным сторонниками авторства апостола Павла, стало указание на возможность естественных изменений в языке и богословии апостола и на особенности ситуации, реакцией на которую явилось «Послание к Колоссянам». Идеи, сформулированные в тот период, в целом остаются основой аргументации обеих сторон в этой продолжающейся до настоящего времени полемике.