• O chamado Período I (c. 3100 a.C.), quando o monumento não passava de uma simples vala circular com 97,54 metros de diâmetro, dispondo de uma única entrada. Internamente erguia-se um banco de pedras e um santuário de madeira. Cinquenta e seis furos externos ao seu perímetro continham restos humanos cremados. O círculo estava alinhado com o pôr do Sol do último dia do Inverno, e com as fases da Lua.
• Durante o chamado Período II (c. 2150 a.C.) deu-se a realocação do santuário de madeira, a construção de dois círculos de pedras azuis (coloridas com um matiz azulado), o alargamento da entrada, a construção de uma avenida de entrada marcada por valas paralelas alinhadas com o Sol nascente do primeiro dia do Verão, e a construção do círculo externo, com 35 pedras que pesavam toneladas. As altas pedras azuis, que pesam quatro toneladas, foram transportadas das montanhas de Gales a cerca de 24 quilômetros ao Norte.
• No chamado Período III (c. 2075 a.C.), as pedras azuis foram derrubadas e as pedras de grandes dimensões (megálitos) - ainda no local - foram erguidas. Estas pedras, medindo em média 5,49 metros de altura e pesando cerca de 25 toneladas cada, foram transportadas do Norte por 19 quilômetros. Entre 1500 a.C. e 1100 a.C., aproximadamente sessenta das pedras azuis foram restauradas e erguidas em um círculo interno, com outras dezenove, colocadas em forma ferradura, também dentro do círculo.

Estima-se que essas três fases da construção requereram mais de trinta milhões de horas de trabalho.