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Elroy Dimson、Paul Marsh及Mike Staunton对16个国家（包括美国）的市场中的股权风险溢价进行了分析，时间范围为1900~2002年。[3]这些研究者发现，相对于美国国库券，美国年化的股权风险溢价为5.3%（几何平均）和7.2%（算数平均）。还发现，相对于长期债券，美国年化的股权风险溢价为4.4%（几何平均）和6.4%（算数平均）。[4]注意，由于市场收益率和无风险收益率的观察值具有很大的波动性，所以算数平均大于几何平均。基于长期利润分布不变的假设，算数平均是预期的单期权益风险溢价的无偏估计，但几何平均更好地反映了多期的增长率。[5]根据Dimson、Marsh和Staunton的研究，在表3-1中，我们给出了16个发达国家市场的权益风险溢价的历史估计。
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表3-1 相对于债券的股票风险溢价
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为了说明CAPM中应用的历史方法，假设我们用美国股票的历史几何平均收益4.8%为花旗银行进行估值（截至2006年1月初）。根据标准普尔，花旗银行当时的贝塔为1.32，如果用10年期美国国债收益率4.38%作为无风险收益率，花旗银行的权益资本成本为4.38%+1.32×4.8%=10.72%。
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但是历史溢价法有许多局限性，其中之一是股票指数的风险水平会随着时间的推移而改变。另一局限性是投资者的风险厌恶程度也会随着时间而改变。此外，还有一个局限性表现在估计的结果对估计方法及涉及的历史区间十分敏感。
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例3-8 用历史收益率估计权益风险溢价
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假设过去100年间长期国债收益率的算数平均为5.4%，且为无风险收益率的无偏估计。同样，假设100年间市场收益率的算术平均为9.3%，且为预期市场收益的无偏估计。计算权益风险溢价。
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解答
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ERP=rm－rf=9.3%－5.4%=3.9%
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第二种估计权益风险溢价的方法是股利贴现模型法或者隐含风险溢价法，它是用戈登增长模型（或称为恒定股利增长折现模型）来实现的。对于发达国家市场，公司利润至少大致上满足这个模型关于长期趋势增长率的假设。我们通过分析市场如何对指数进行定价，最后得出一个溢价，即假设股利增长是恒定的，我们用的是指数价值和预期股利的关系：
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P0=D1/re-g
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其中，P0为股票市场指数的当前市场价值，D1为下一期预期的股利，re为市场的必要收益率，g为股利的预期增长率。
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我们解出市场的必要收益率为：
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re=D1/P0+g（3-6）
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因此，市场的预期收益是股利收益率与股利增长率之和。[6]权益风险溢价是股票市场预期收益率及无风险收益率之差。
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假设股票指数的预期股利收益率为5%，股利增长率为2%，根据戈登增长模型得出的预期市场收益率为：
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E（rm）=5%+2%=7%
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无风险利率3.8%暗示了权益风险溢价为7%-3.8%=3.2%。
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另一种估计权益风险溢价的方法更为直接：询问专家小组他们的预测，并取平均值。这就是调查法。比如，美国的一组调查发现，如果以2001年作为基准年，今后30年美国股票的预期风险溢价为5.5%~7%；若以1998年作为基准年，结果是7.1%。
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一旦我们估计了权益风险溢价，我们通过对特定的项目系统性风险进行调整，以更好地调整对于特定公司或项目的估计。我们用市场风险溢价乘以贝塔得到公司或者项目的风险溢价，然后加上无风险收益率得到CAPM方法下的权益资本成本，以此对特定系统性风险进行调整。[7]
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3.3.3.2 股利贴现模型法
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我们前面用戈登增长模型估计权益风险溢价，从而用于CAPM模型。我们亦可直接用戈登增长模型得到权益资本成本的估计。股利贴现模型一般规定股票的内在价值是股票预期未来红利的现值：
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其中，V0为股票内在价值，Dt为第t期期末的红利，re为权益资本成本。