Помітне ускладнення умов життя не зупинило поступального фізичного та розумового розвитку людини. Внаслідок еволюції на зміну архантропу в мустьєрську епоху приходить неандерталець (назва походить від місцевості у Німеччині, де було знайдено рештки кісток). Він був невисокий на зріст, сутулий, мав велику голову видовженої форми з низьким лобом і нависаючим надбрів'ям. Об'єм його мозку становив від 925 до 1800 см, особливо були розвинутими ділянки мозку, пов'язані з просторово-координаційними функціями та їхнім контролем. Неандерталець як більш розвинений тип людини попри складні умови існування, помітно розширив порівняно зі своїм попередником — архантропом ареал проживання. Знайдені археологами на території України 200 стоянок (Кіїк-Коба та Холодний Грот у Криму, Антонівка на Донбасі, Рихта на Волині, Молодово на Дністрі та ін.) — переконливе тому підтвердження.
Боротьба за існування змусила людину в середньому палеоліті виготовляти одяг із шкур тварин, інтенсивно заселяти печери, будувати штучні наземні житла, не тільки використовувати, а й добувати вогонь. Завдяки цьому людина стала більш захищеною і менш залежною від природних умов.
У мустьєрську епоху почали закладатися першооснови духовного світу людини. Неандертальські поховання в печерах Криму свідчать про зародження релігійних уявлень та вірувань, а знайдені на деяких стоянках кістки, різьблені геометричним орнаментом, з гравійованими на них контурами тварин і людей, рештками намальованих чорною фарбою ліній — про перші кроки образотворчого мистецтва.
Пізній палеоліт (35–11 тис. років тому)
Цей етап в історії людства порівняно з попередніми досить короткий, але він характеризується значними змінами в економіці, сфері соціальних відносин, мистецтві. Безперечно, центральною подією цієї доби стало завершення майже 35 тис. років тому процесу фізичного та розумового формування людини сучасного типу — homo sapiens. Цю людину за місцем першої знахідки її кісток у гроті Кро-Маньйон (Франція) називають кроманьйонцем.
З появою кроманьйонців процес удосконалення та урізноманітнення знарядь праці пішов надзвичайно швидкими темпами. У пізньому палеоліті почали виготовляти кам'яні річці, ножеподібні пластини, наконечники списів, дротики тощо. Людина оволоділа технікою обробки кісток та рогів, з яких виготовляла собі гарпуни, шила, голки та ін. Кроманьйонці стали використовувати перші знаряддя з вкладишами, так звані складні знаряддя, винайшли списометальний пристрій. Інструментарій налічував майже 100 типів знарядь праці.
Останнє, четверте, зледеніння, що відбулося в пізньому палеоліті, перетворило колективне загінне полювання на диких коней, бізонів, північних оленів і мамонтів у основний вид занять кроманьйонців, який забезпечував їхню життєдіяльність. Поступово склалася певна спеціалізація мисливських колективів. Так, майже 20–14 тис. років тому на теренах України досить чітко виділяються дві зони з різним типом господарства: південно-східна — мисливців на бізонів, та північно-західна — мисливців на мамонтів.
Помітне вдосконалення та урізноманітнення знарядь праці, підвищення продуктивності мисливства (кілька мисливців легко могли вполювати мамонта вагою 1–2 тонни) дали змогу кроманьйонцям відмовитися від виснажливих міграцій у пошуках їжі і вести більш осілий спосіб життя. Головним чином на берегах річок вони будували свої житла — землянки і напівземлянки, які у своїй сукупності утворювали первісне поселення — стоянку. Новим явищем пізньопалеолітичного періоду стало виникнення господарсько-побутових комплексів, що утворювалися зі стоянок, на яких розташовувалися житла, кількох заглиблених у ґрунт ділянок, де обробляли кремінь, кістку, ріг, а також із ям-сховищ і вогнищ за межами жител. На території України знайдено майже 800 пізньопалеолітичних стоянок (Радомишльська на Житомирщині, Мізинська на Чернігівщині, Межиріцька на Канівщині та ін.).
Спільне осіле життя первісних людей, локальне скупчення поселень є свідченням не тільки прогресивних змін у економіці, а й суттєвих зрушень у сфері соціальних відносин. Пізній палеоліт — це час, коли на зміну первісному стаду прийшла родова община. Стрижнем родової організації суспільства був рід — об'єднання кровних родичів за материнською лінією. Головною особою роду була жінка, через те, що родовід за групового шлюбу міг вестися лише за жіночою лінією, крім того, вона виступала у ролі охоронниці сімейного вогнища та відала харчовими запасами. З появою кроманьйонців невпорядковані ендогамні статеві стосунки поступаються місцем екзогамним: виникає звичай, що забороняв шлюби між членами однієї родової групи. Це сприяло зближенню різних родів. На основі родинних стосунків відбувалася консолідація родів у племена, формувалася племінна організація суспільства, внаслідок чого поступово склався родовий первіснообщинний лад. Характерними рисами цього ладу були спільне володіння засобами виробництва і зрівняльний розподіл надбань праці.