No Paleolítico Superior, os homens de Neanderthal desapareceram, por volta de 30.000 a.C.. A teoria mais aceite na Antropologia, anteriormente, era que ocorreu um encontro entre os Neanderthais e os Homens de Cro-Magnon há cerca de 40 mil anos. Eles teriam entrado em um conflito que durou cerca de 10 mil anos que, por fim, acarretou o extermínio do Homem-de-neandertal. No entanto, estudos recentes, usando DNA antigo e após a sequenciação do genoma do Neanderthal, mostraram a persistência de variantes genéticas semelhantes ao Neanderthal em populações actuais de europeus e asiáticos, sugerindo que teria havido cruzamentos de Cro-Magnon com Neanderthais a certa altura após se encontrarem.

Os principais fósseis foram encontrados na França e na Espanha, mas também existem sítios arqueológicos em outras partes da Europa, Oriente Médio e do Norte da África, donde se supõe que tenham tido origem (embora a origem asiática não seja descartada). De acordo com os fósseis, eram homens altos, entre 1,8 e 2 metros de altura, a capacidade craniana era de 1.500 cm³ a 1.790 cm³. Distribuíram-se por toda a Europa, fundamentando, de uma certa maneira, os primeiros alicerces da civilização, pelo menos no pensar de algumas correntes antropológicas.