Le ipotesi alternative sulla strage di Bologna sono ipotesi formulate nel corso degli anni da vari soggetti più o meno autorevoli, e non comprovate dalle sentenze. A causa del protrarsi negli anni delle vicende giudiziarie e dei numerosi comprovati depistaggi, intorno ai veri esecutori e ai mandanti dell'attentato si sono sempre sviluppate numerose ipotesi e strumentalizzazioni politiche divergenti dai fatti processuali che hanno portato alle condanne definitive degli esecutori materiali della strage e all'individuazione dei mandanti.

Panoramica I due punti chiave delle tesi di chi critica la versione ufficiale sono le stranezze del racconto di Sparti. La tesi del vestito «tirolese»: è stata fatta notare l'incongruenza e la stranezza che due ricercati usassero un travestimento così visibile e facile da notare – non c'erano comitive di turisti tedeschi e austriaci vestiti così in stazione – ipotizzando che potesse essere una messa in scena per incastrare il neofascista Fioravanti, come era stato fatto con l'anarchico Pietro Valpreda per la strage di piazza Fontana nel 1969 e depistare le indagini verso la pista neofascista, cosa che avrebbe avuto poco senso se la strage avesse avuto davvero quella matrice (la «tesi dell'impistaggio»).

Nel maggio 2007 il figlio di Massimo Sparti (malvivente legato alla Banda della Magliana e principale accusatore di Fioravanti e Mambro) ha dichiarato: «Mio padre nella storia del processo di Bologna ha sempre mentito».

Il terzo condannato, Luigi Ciavardini, venne invece accusato da Angelo Izzo, criminale pluriomicida noto come il «mostro del Circeo», spesso rivelatosi inattendibile.

Il 19 agosto 2011 la Procura di Bologna indagò su due terroristi tedeschi, Thomas Kram e Christa Margot Frohlich, entrambi legati al gruppo del terrorista «Carlos», i quali risulterebbero presenti a Bologna il giorno dell'attentato, seguendo così la pista del terrorismo palestinese e/o mediorientale, mai accettata dal presidente dell'Associazione famigliari vittime Paolo Bolognesi, e invece ripetutamente riproposta da Francesco Cossiga.

Anche persone appartenenti ad aree opposte rispetto all'estrema destra hanno espresso dei dubbi sulla verità emersa dalle indagini giudiziarie. Ad esempio, il giornalista Andrea Colombo, ex militante del movimento Potere Operaio, si espresse così riguardo alla sentenza sui tre neofascisti:

Oltre a Francesco Cossiga, Giovanni Pellegrino e Andrea Colombo, esiste un movimento innocentista che afferma che Mambro, Fioravanti e Ciavardini non siano colpevoli della strage: in una sede romana dell'associazione di sinistra ARCI, nacque nel 1994 il comitato E se fossero innocenti?, ad opera di personalità politiche e culturali di estrazione diversa, tra cui Elio Vito Sito aggiornato: , Liliana Cavani, Giovanni Negri, Luigi Manconi, Marco Taradash, lo stesso Andrea Colombo, Giovanni Minoli, Sandro Curzi, Oliviero Toscani, Giampiero Mughini.

Dubbi (a vario titolo) sulla sentenza sono stati espressi da Marco Pannella, Sergio D'Elia, Luca Telese, Andrea Camilleri, Paolo Mieli, Furio Colombo, Marcello De Angelis, Rossana Rossanda, Enzo Fragalà, Enzo Raisi, Ersilia Salvato, Luigi Cipriani, Ennio Remondino (giornalista che scoprì che la cartella clinica di Sparti era andata distrutta), Sandro Provvisionato, Adriano Sofri, Gabriele Adinolfi, Gianfranco Fini, Paolo Guzzanti, Daniele Capezzone, le ex terroriste delle BR Anna Laura Braghetti e Barbara Balzerani, Gianni Alemanno, Massimo Fini, Giovanni Spadolini, Ugo Volli, Giovanni De LunaIl tempo e la storia – La strage di Bologna, Rai 3., Deborah Fait, Fulvio Abbate, Magdi Allam, Sergio Zavoli, Francesco De Gregori, Liliana Cavani, e dal magistrato Rosario Priore.

Anche il terrorista comunista internazionale «Carlos», a volte accusato lui stesso, sostiene l'innocenza di Mambro e Fioravanti.

Lo stesso Fioravanti ha affermato:

L'ipotesi di Licio Gelli

Licio Gelli ha dichiarato di credere che la strage sia dovuta a un mozzicone di sigaretta che, cadendo accidentalmente su dell'esplosivo o in una caldaia, ne avrebbe causato l'esplosione.

Paolo Bolognesi ha affermato invece che la natura dell'esplosivo ritrovato, che è inerte se non azionato da un detonatore, rende del tutto inverosimile questa ipotesi.

Ipotesi della ritorsione della NATO Oltre al citato depistaggio su Ustica, forse ad opera dei servizi segreti, c'è chi ipotizza una ritorsione.

È da tenere in considerazione il fatto che, il 27 giugno 1980, da Bologna era partito l'aereo DC-9 Itavia volo IH870 per Palermo, che fu misteriosamente abbattuto al largo di Ustica provocando la morte di 81 persone. Le versioni ufficiali hanno sempre tenuto le due stragi separate, tanto che per l'opinione pubblica italiana i due fatti appaiono slegati da qualsiasi fattore o nesso comune. Esiste tuttavia, per alcuni, la possibilità che alcuni servizi segreti (CIA e Mossad) avessero provocato la strage di Bologna al fine di mettere sotto pressione il governo italiano e il suo filoarabismo (lodo Moro), in quanto considerato ambiguo e controproducente agli interessi atlantici. Tale filoarabismo dello Stato italiano avrebbe suggerito la protezione del colonnello Gheddafi nel presumibile attacco subito nei cieli di Ustica il 27 giugno di quella stessa estate.

Ciò spiegherebbe la copertura successiva e la deviazione delle indagini sulla strage da parte dello Stato italiano. Questa ipotesi deriva principalmente dalla tesi del terrorista «Carlos» e di alcuni suoi compagni di lotta.

La versione di «Carlos» Dalla sua cella, a Parigi, «Carlos», pseudonimo del terrorista filopalestinese Ilich Ramírez Sánchez, affermò che «la commissione Mitrochin cerca di falsificare la storia» e che «a Bologna a colpire furono CIA e Mossad», con l'intento di punire e ammonire l'Italia per i suoi rapporti di fiducia reciproca con l'OLP, che si era segretamente impegnato a non colpire l'Italia in cambio di una certa protezione.

«Carlos» ha poi cambiato più volte versione, affermando che il movente era distruggere un carico di armi destinate alla resistenza palestinese e dare la colpa a loro, poi dichiarando che il Mossad e la CIA non c'entrano, né c'entrano i neofascisti, ma la colpa è di Gladio e dei servizi segreti militari americani.

Teorie del complotto In un allegato pubblicato in fascicoli del settimanale di destra L'Italia settimanale venne fornita una particolare ipotesi sulla strage, accomunandola alla strage di Ustica (fu definita letteralmente il «bis»): poi è stata paragonata al caso di Enrico Mattei e al caso Moro. Il testo prosegue con:

Senza contestare le sentenze giudiziarie che hanno riconosciuto gli esecutori materiali, il testo vuole indicare alcuni possibili mandanti internazionaliStoria della prima Repubblica, L'Italia settimanale, 1994..

Antonino Arconte, militare ed ex Ufficiale del Nucleo G della rete NATO Stay Behind, anche nota Gladio, con il numero G-71, ha affermato e dimostrato con riscontri oggettivi il vero movente che unisce le stragi del 1980 di Ustica il 27 giugno 1980 e di Bologna del 2 agosto 1980 in molti documenti che, nel maggio 2002 sono stati denunciati per essere «un falso» da Giulio Andreotti e sui quali, invece, il SISMI, a conclusione di una sua inchiesta pose il "divieto di divulgazione" e, il GIP di Roma, il 7 maggio 2006, su richiesta della Procura, archiviò ai sensi dell'art.408 cpp "per infondatezza" le accuse di falsità e riconobbe "Antonino Arconte Parte Offesa da ignoti". Pur non sostenendo l'innocenza di Mambro e Fioravanti come esecutori materiali (non essendo a conoscenza dei fatti che li riguardavano), ma da lui definiti probabili «capri espiatori» per proteggere persone coperte dal segreto di Stato partecipanti a quello che nei suoi libri ha definito il "Colpo di Stato perfettamente riuscito" dimostrando anche i motivi di tale convinzione, ha fornito l'unico movente valido e riscontrabile oggettivamente dei mandanti libici e sovietici di quelle stragi e anche gli obiettivi che si proponevano di ottenere nel Capitolo "L'Affaire Maltese" dell'Ultima Missione. Antonino Arconte ha pubblicato tutta la documentazione relativa agli argomenti trattati in copie legalizzate allegate al libro autobiografico L'Ultima Missione ISBN 8890067829 sul CD "Archivio superstite dell'Organizzazione Gladio" ISBN 8890067837.

Le sue rivelazioni Pubblicate in successivi testi autobiografici di successo come L'Ultima Missione di G-71 edizione 2013 Mursia Editore, Collana Le nuove Guerre. Testimonianza fra cronaca e storia ISBN 9788842548232 e L'Ultima Missione di G-71 del 2016 ISBN 9788894107999 nonché "Bengasi e dintorni" del 2010 ISBN 9788890668944 con il quale risolve il "mistero" delle stragi del 12 dicembre 1969 a Milano e Roma rendendo noti il movente e i mandanti che sono state riprese da centinaia di pubblicazioni internazionali, inchieste giornalistiche e televisive riguardanti anche altri episodi definiti "misteri d'Italia" che, nei suoi libri ed interviste sono trasformati in verità oggettive e provate in maniera incontrastabile, come nel libro dell'ex magistrato Ferdinando Imposimato I 55 giorni che hanno cambiato l'Italia.

La pista mediorientale

Il gruppo di «Carlos» e la «pista palestinese» del FPLP

Stando a quanto riportato dai media nel 2004, ripreso nel 2007 e ribadito poi nell'autobiografia La versione di K, Francesco Cossiga, in una lettera indirizzata a Enzo Fragalà – capogruppo di Alleanza Nazionale nella commissione Mitrochin (che si occupava del noto archivio di documenti del KGB sovietico) assassinato nel 2010, il cui presidente, Paolo Guzzanti, si trovò poi d'accordo con le rivelazioni di Cossiga - ipotizzò un coinvolgimento palestinese (per mano del FPLP e del gruppo tedesco Separat di Ilich Ramírez Sánchez, noto come «comandante Carlos», venezuelano filopalestinese e insignito della cittadinanza onoraria di Palestina dal leader OLP Yasser Arafat, secondo le sue affermazioni) dietro l'attentato.

Il 15 marzo 1991 Francesco Cossiga, al tempo della sua presidenza della Repubblica, affermò di essersi sbagliato a definire «fascista» la strage alla stazione di Bologna e di essere stato male informato dai servizi segreti. Dopo la dichiarazione del 1980, poi ritrattata da Cossiga, venne abbandonata la pista libica, sostenuta fin dall'inizio da Giovanni Spadolini, per puntare solo su quella neofascista. Attorno a questa strage, come era già avvenuto per la strage di piazza Fontana nel 1969, si sviluppò un cumulo di affermazioni, controaffermazioni, piste vere e false, tipiche di altri tragici avvenimenti della cosiddetta strategia della tensione.

Nel 2008 Francesco Cossiga, in un'intervista al Corriere della Sera, ribadì la sua convinzione secondo cui la strage non sarebbe da imputarsi al terrorismo neofascista, ma ad un incidente di gruppi della resistenza palestinese operanti in Italia: il Compound B (esplosivo al tritolo e T4) non può però detonare accidentalmente, e occorre comunque un innesco per le gelatine esplosive (seppur trattandosi di nitroglicerina, quindi più instabile), di cui la bomba era composta in parte maggiore. Allo stesso tempo si dichiarò convinto dell'innocenza di Francesca Mambro e Valerio Fioravanti.

Il lodo Moro Un'ipotesi nota riguarda il cosiddetto lodo Moro, del quale parla anche lo stesso Aldo Moro nel memoriale scritto durante la prigionia, riguardante un accordo segreto con la dirigenza palestinese, trattato dal colonnello del SISMI Stefano Giovannone. Tra il 1999 e il 2006, durante i lavori istruttori della Commissione stragi (XIII legislatura) e poi della commissione d'inchiesta riguardante il dossier Mitrochin e l'attività d'intelligence italiana (XIV legislatura) sono emersi elementi inediti sui collegamenti internazionali del terrorismo italiano e sulle reti dei servizi segreti dell'ex blocco sovietico e dei principali Paesi arabi come Siria, Libano, Libia, Yemen del Sud e Iraq.