大约从距今250万年开始，人类远祖把生活的中心从树上转移到大地上，接着学会打制和使用石器、骨器，并逐渐直立行走、发展思维，这个过程一直延续到距今1万年左右，学术上称这段时间为旧石器时代，并且相对于人类远祖体质进化的程度，分为旧石器时代早期、中期和晚期。就是说，整整250万年左右，人类远祖都试图在自然界摆脱“韬光养晦”的生活，他们不断努力的进程反映在不同时期的文化遗址中。
目前发现最早的人类远祖使用过的石器，在东非肯尼亚的科比福拉、埃塞俄比亚的奥莫和哈达尔，距今约250万—200万年。这是世界上已知的人类各发展阶段没有缺环、年代前后相继的地区。结合其他考古材料，有些学者认为，现代人的远祖都在非洲，在远古某个时期，他们通过连接欧、亚、非三大洲接触地带的西亚跨洲迁徙。欧洲旧石器时代的考古工作开展得比较早，发现遗址多，研究也深入，19世纪以来已建立起旧石器文化分期的序列。欧洲旧石器时代早期文化分为手斧文化和没有手斧的石片石器两大系统；中期主要特征是修理石核技术发展很大，有比较精致的刮削器和尖状器；晚期石器主要用石叶制作，有端刮器、雕刻器和钝背刀等。骨角器也很发达，出现了鱼叉、骨针、标枪、投矛器等新工具，甚至还出现装饰品和绘画、雕塑等艺术品。正因为欧洲在旧石器时代考古工作方面处在领先地位，而中国直到1920年才发现旧石器，所以，当时西方考古界普遍认为“中国没有旧石器时代”，“中国人”是从西方迁移过来的，进而推断出中国文化也是舶来品，是从西方传播过来的。在黄河古象的故乡陇东发现的中国发掘最早的三件旧石器彻底打破了这种推论。
甘肃位于黄河中上游。远古时期，这里温暖、湿润，丰富的水源，茂密的灌木丛，疏松的黄土，为远古人类和多种动物生存提供了适宜的环境。我国发掘的第一块有确切地点、层位的旧石器就出土在陇东高原庆城县城北约55公里处一个叫辛家沟的地方。1920年6月4日，法国神甫、博物学家桑志华在辛家沟底砾石层中意外地发现一块石英岩石块，它的形状像锥状手斧，高4.5厘米，属于旧石器时代中期，距今约10万年左右，桑志华将其命名为石核。他们继续挖掘、考察，8月10日，又在距庆城县城35公里处的赵家岔黄土层底部沙砾层中发现两件石片刮削器，属于旧石器晚期，距今1.8万年—1.5万年。这是我国境内首批出土的旧石器，也是中国最早发现的旧石器标本。这三件旧石器揭开了中国旧石器时代工具研究的序幕，同时也有力地证明华夏民族的远祖很早就生活在这片土地上。庆阳出土旧石器的消息吸引了一大批考古工作者、地质工作者、古生物研究工作者前来寻找古人类的踪迹。1922-1932年，西北科学考察团的中国古脊椎动物学家杨钟健和德日进、桑志华在内蒙、甘肃、宁夏、新疆、陕西西部和北部等地，又先后采集到许多零星石器。从打制方法看，大部分属于旧石器时代中期，都产生在黄土层底部的砾石层中。1934年，杨钟健在河西走廊西北端的酒泉北部及敦煌附近，发现了旧石器时代人类打制的石器。1963年，西北大学地质系研究人员在马莲河西岸发现了旧石器。同年，中国科学院地质研究所在庆阳县巨家塬（今属西峰区）发掘到一批旧石器。20世纪80年代，甘肃玉门昌马地区再次发现一些旧石器时代的人类遗迹，其他地区也陆续发现旧石器时代遗址。大量考古发掘的文物证明，至迟在20万年前就有华夏先民在甘肃大地上活动。全国范围内，经过半个多世纪考察，发现许多旧石器时代遗址，积累了十分丰富的旧石器时代考古材料。距今100万年左右的旧石器文化有元谋人石器、匼河文化、蓝田人文化以及东谷坨文化等；距今100万年以后的遗址更多，在北方以周口店第1地点的北京人文化为代表，在南方以贵州黔西沙井的观音洞文化为代表。
这些旧石器文化遗址以无可辩驳的事实证明，华夏远祖早在距今100万年左右就在神州大地上步履艰难地向前迈进。这也是我们现在依稀看到的我们最早的远祖在大地上跋涉的身影。这个身影来自何方，为何要离开最初的故乡，又是什么吸引他们到达这里等等，诸如此类的问题，现在还是一个谜团。也许，这种谜团状态将永远持续下去。但是，那个模糊身影出现后，“他”就一步步向我们走来，越来越近，也越来越清晰。
另一个重要的里程碑是新石器时代。英国考古学家卢伯克1865年首先提出这一名称。新石器时代以使用磨制石器为标志，年代大约从1万年前开始，结束时间从距今5000多年至2000多年不等。西亚的新石器时代发展较早，考古研究深入。这里农业起源最早，以后又率先出现金属器，最早进入文明时代，并且在发展中对周边地区产生很大影响，辐射到北非尼罗河流域和欧洲东南部。
一般认为，新石器时代有三个基本特征：开始制造和使用磨制石器、发明陶器、出现农业和养畜业。世界各地这一时代的发展道路很不相同，有的地方在农业产生后很长一段时期没有陶器，有的地方在1万多年以前就已出现陶器，却迟迟没有农业痕迹，甚至磨制石器也不很发达。而在中国，三个特征却都齐备。中国大约在1万年前就已进入新石器时代，这大致与传说中的伏羲、女娲时代相当。大约前10000—前7000年，以华南的洞穴遗址、贝丘遗址和甘肃大地湾为代表，有少量磨制石器和陶器，农业已经萌芽，个别地点学会养猪。大约前7000—前5000年，华北的磁山文化已有较发达的旱地农业，种植粟、黍，养猪，并有较发达的磨制石器和陶器；华中的彭头山文化可见栽植水稻、养猪和水牛等，磨制石器尚不多见，陶器则比较发达。大约前5000—前3500年，华北的仰韶文化和大汶口文化，农业进一步发展，有较大聚落，如半坡和姜寨等，发达的彩陶是一大特色；华中主要是河姆渡文化和大溪文化。河姆渡文化有丰富的稻谷遗存和骨耜等水田耕作农具，大溪文化中房屋建筑往往用稻壳掺泥抹墙，陶器胎壁内也掺有大量稻壳，表明稻作农业已有很大发展。大约前3500—前2000年，先民进入新石器时代末期——铜、石并用时代，普遍出现小件铜器，有了中心聚落和最早的城址，房屋建筑中出现分间式大型建筑，开始用白灰抹地和土坯铺地、筑墙。陶器普遍采用轮制，出现大量精美玉器，石器中钺、镞等武器明显增加，墓葬出现两极分化。这种物质财富的增加以及由此而来的贫富与社会地位的两极分化，预示着文明社会即将来临。
甘肃省发掘了数十个新石器时代遗址，取得一系列研究成果，尤其在马家窑、齐家等文化研究上成果显著。但是，甘肃东部地区的仰韶文化在20世纪70年代之前仅有零星发现，距今5000年前的历史，基本上属于空白。1978年开始发掘的大地湾遗址在甘肃乃至全国都是最重要的新石器时代遗址之一。这个遗址位于甘肃省秦安县东北45公里处的五营乡邵店村东南以及冯家湾村西，主要分布在葫芦河支流的清水河南岸。考古挖掘断断续续，一直持续到1995年，清理出大型原始殿堂F901遗址等几百座新石器时代房址和灶址、柱基、灰坑、窖穴、窑址、沟渠等，出土陶器、石器、玉器、骨角牙蚌器、兽骨等多件，以及数十万件残陶片。该遗址的发现和研究不仅在仰韶文化研究上取得显著成果，而且将甘肃乃至中国的古文化历史向前推进到距今8000年前。同时，为研究中华文明起源等重大课题提供了弥足珍贵的资料。继大地湾之后，渭河流域以及邻近地区相继发现一批同类遗存，仅甘肃目前就已发现8处，集中在天水、陇南地区，有天水师赵村、西山坪，西和宁家庄，礼县赵坪、盐关等遗址。1982年，庆阳地区在宁县董庄遗址考古发掘出一处距今约6000多年的原始村落遗址，社会形态属母系氏族社会，以定居农业为主，兼有渔猎和采摘，制陶业相当发达。据统计，庆阳市境内距今6000-4000年的新石器时代文化遗址数百处，按董庄遗址和阳洼遗址的居室和墓葬等资料推算，每个原始居民聚落平均人口在25～30人左右，以此推断，这一时期远古庆阳居民人口就大约有上万人。这表明，那时的古人类已经是主宰庆阳大地的主人，人类文明的曙光已经来临，被称为人文始祖的伏羲、炎黄民族部落就在这一历史阶段相继产生和发展起来。
当远古人类不知不觉地迈进新石器时代这个历史门槛后，我们不但可以比较清楚地看见他们的神情、姿态，而且，能够听清足音和在表情达意时有意识发出的、原始的、含糊不清的音节，通过他们的社会生活遗址及出土文物，还可以推知更多的文化信息。随着历史的演进，就连他们的喜怒哀乐、思想意识、审美情趣等等思维情态也逐渐鲜明起来。在地球上，根据截至目前发现的考古资料，从250万年前人类远祖从有意识地打制石头工具开始，经历了漫长而艰辛的旧石器和新石器时代，直到大约3000年前文字出现后才缓缓拉上帷幕。从3000年前再往远推，到5000年，8000年，或者更加遥远的史前时期，先民一边行走，一边传承着自己的梦想和历史。而这种传承的方式是从口耳相传开始的，梦想和历史总是交融在一起。最能代表这个阶段文化形态的新石器时代的文化符号，应该首推彩陶。