В 1988 году были сделаны попытки датирования методом радиоуглеродного анализа (был использован способ масс-спектрометрии с помощью пучка ускоренных частиц), давшие в разных лабораториях (Аризона, Оксфорд, Цюрих) близкие диапазоны дат, «попадающие» в XII—XIV века нашей эры. Однако в более поздних научных работах достоверность результатов радиоуглеродной датировки Плащаницы была поставлена под сомнение. Раймонд Роджер, проанализировав химический состав ткани, высказал предположение, что образцы, снятые для радиоуглеродного анализа, были взяты не с основной ткани, а с заплат, наложенных во время одной из починок Плащаницы[1].


В околонаучной литературе часто высказывается предположение, что полотно Плащаницы могло быть загрязнено более «молодым» углеродом. Это могло произойти во время одного из пожаров в 1201, 1349, 1532, 1934 годах (при пожаре в монастырском храме города Шамбери в 1532 г. Плащаница в течение шести часов находилась под действием высокой температуры, углекислого и угарного газов, паров воды, а также катионов серебра — согласно летописям, монахи, спасая Плащаницу, два часа обливали водой сильно раскалившуюся в огне серебряную раку), или в 1508 году, когда Плащаницу торжественно вынесли на поклонение народу, и, чтобы доказать ее истинность, долго кипятили ее в масле, подогревали, мыли и много раз терли, «но не могли снять и уничтожить отпечатков». Однако элементарный подсчёт показывает, что для «загрязнения» материала Плащаницы молодым углеродом в количестве, необходимом для его омоложения с 2000 лет до 800, требуется «грязи» больше, чем самого материала