Menhirs de Carnac
Haches polies découvertes dans le dépôt de Bernon (Arzon, Morbihan).
Ces pièces de grandes dimensions (15 à 28cm) datent du Ve millénaire av.J.-C.
Comme dans le reste de l'Europe, le Néolithique, qui voit l'apparition de l'agriculture et l'élevage, est dû à une diffusion démique: les premiers fermiers néolithiques présents sur le territoire français sont une population très homogène venue d'Anatolie. On observe deux grands courants de néolithisation, le courant danubien (culture rubanée) et le courant méditerranéen (culture de la céramique cardiale), qui pourraient en réalité être le fait d'une seule et unique population colonisatrice issue d'une seule et même source commune qui auraient conquis la majeure partie de l'Europe, presque sans mélange avec les populations de chasseurs-cueilleurs rencontrés sur le chemin, même longtemps après la séparation des deux courants, et ce jusqu'à son arrivée sur les côtes atlantiques. Au Néolithique moyen (-4 800 à - 3 500), ces deux courants de néolithisation se rejoignent au centre de la France.
Vers le VIe millénaire av.J.-C. dans le Sud-Est, entre 5 700 et 5 500 av.J.-C. dans l'Est de la France, apparaissent progressivement la culture des céréales, la domestication des animaux, et les nouvelles techniques artisanales comme la poterie, le tissage, le polissage des pierres.
Parmi les cultures néolithiques, seule la culture chasséenne s'est développée sur la majeure partie du territoire français (4 350 et 3 300 av.J-C.). Les groupes humains se sédentarisent, donnant naissance aux premiers villages et aux premiers tombeaux mégalithiques: tumulus, cairns, dolmens et menhirs. Les menhirs sont très présents en Bretagne, isolés ou en alignement comme à Carnac (4km, 2 935 menhirs), ou en cromlech comme au pic de Saint-Barthélemy près de Luzenac en Ariége.
Comme pour la colonisation par les fermiers néolithiques, une nouvelle migration se serait étendue à l'ensemble de l'Europe. Cette migration pourrait s'être produite depuis la steppe pontique (culture Yamna) vers le centre de l'Europe, puis les autres parties de l'Europe à partir de 3000 av.J.-C. Elle aurait joué un rôle clé dans la diffusion de la culture campaniforme. Ces populations à ascendance des steppes seraient présentes sur le territoire de la France actuelle dès 2650 av.J.-C. Les pasteurs nomades que sont les locuteurs des langues indo-européennes se caractérisent notamment par la maîtrise du cheval, l'invention de la roue, l'introduction de technologies métallurgiques du bronze et par la mise en place de nouvelles structures sociales. Cet ensemble d'innovations aurait favorisé les sociétés indo-européennes et leurs descendants. Il est possible que les populations celtiques soient caractérisées par différents sous-groupes de l'haplogroupe R1b-M269 introduit en Europe par ces migrations indo-européennes.