三百萬(wàn)年前，在非洲東部和亞洲南部的森林草原中，猿為了抵御自然氣候的變化，覓食生存，手中的兩塊石頭撞擊在一起，于是第一件石器誕生了。在兩石相擊火花進(jìn)發(fā)的一剎那，宣告了人猿揖別的新紀(jì)元的到來(lái)，漫漫三百萬(wàn)年以打制石器為主要工具的舊石器時(shí)代開(kāi)始了。
距今約一百萬(wàn)年前后，古老的三秦大地氣候溫濕，秦嶺山脈還遠(yuǎn)無(wú)今日之高峻，自然條件優(yōu)越，是古人類活動(dòng)較集中的地區(qū)。所以舊石器時(shí)代早期人類化石與文化遺存十分豐富，分布范圍很廣。關(guān)中、陜南、陜北均有發(fā)現(xiàn)，除著名的藍(lán)田縣公王嶺、陳家窩外，還有洛南東河村、陜南的梁山地區(qū)等重要石器地點(diǎn)。而其中化石人類的代表即是亞洲北部最早的直立人——藍(lán)田人。
1963年6月，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所一支考查隊(duì)來(lái)到藍(lán)田，進(jìn)行新生代調(diào)查，意外地發(fā)現(xiàn)一直立人的下頜骨化石。1964年，一支綜合考察隊(duì)再赴藍(lán)田，其中一支小分隊(duì)在公王嶺化石地點(diǎn)進(jìn)行正式發(fā)掘，先后發(fā)現(xiàn)一顆猿人牙齒和一個(gè)頭蓋骨。專家研究表明，這些化石屬于一個(gè)三十多歲女性個(gè)體。古地磁測(cè)定其年代距今一百一十五萬(wàn)年左右。其頭骨前額低平，骨壁甚厚。眉脊粗壯，眉心相聯(lián)，鼻梁低塌，牙齒粗碩。其腦量為780毫升，遠(yuǎn)小于北京人(距今七十至二十萬(wàn)年)1059毫升的腦量，為現(xiàn)代人腦量(1400毫升)的一半，顯示出藍(lán)田人的古老原始性。
伴隨藍(lán)田人頭蓋骨化石出土的動(dòng)物化石也相當(dāng)多，計(jì)有四十二種。從性質(zhì)上他們大致可分為三類：第一類是第三紀(jì)(距今七千萬(wàn)至三百萬(wàn)年)殘存者，如劍齒虎和爪獸。第二類是華北第四紀(jì)中更新世地層中常見(jiàn)種類。它們是動(dòng)物群主要部分，為決定時(shí)代的主要依據(jù)，如中國(guó)鬣狗、梅氏犀、李氏野豬等。第三類是現(xiàn)生種，如大熊貓、蘇門羚等，它們僅占百分之十三。周口店北京人動(dòng)物群一向被作為華北中更新世動(dòng)物群標(biāo)準(zhǔn)，其現(xiàn)生種占三分之一左右，顯然藍(lán)田人動(dòng)物群較之更為古老。另外這些動(dòng)物中，大熊貓、東方劍齒象、中國(guó)獏、中國(guó)爪獸、蘇門羚等都是南方及亞洲南部更新世動(dòng)物群的主要成分。這說(shuō)明公王嶺動(dòng)物群具有強(qiáng)烈的中國(guó)南方動(dòng)物群色彩，可見(jiàn)藍(lán)田人生活時(shí)期北方的氣候要比現(xiàn)代陜西南部和北京猿人時(shí)期華北氣候要溫暖。當(dāng)時(shí)雨量充沛。一派亞熱帶風(fēng)光，而且秦嶺還不甚高峻，南北動(dòng)物可較容易地遷移。
藍(lán)田人的石制品包括砍斫器(又名砍砸器)。刮削器、大尖狀器、手斧和石球，另外還有一些石核和石片。它們多半采用石英巖礫石和脈石英石塊制成。其中大尖狀器是今天以三門峽水庫(kù)為中心的黃河中游及其支流渭河、汾河地區(qū)舊石器文化最富特色的工具之一。這些石器都是采用原始的直接打制法制造。藍(lán)田人的經(jīng)濟(jì)生活以采集為主，有時(shí)也進(jìn)行圍獵。其社會(huì)組織形式處在民族學(xué)上所說(shuō)的“血緣家庭”階段。
同在藍(lán)田距公王嶺西北約二十公里的陳家窩則發(fā)現(xiàn)了距今六十五萬(wàn)年的中更新世早期遺址，其時(shí)代與山西匼河、周口店第13地點(diǎn)相當(dāng)。動(dòng)物化石與人下頜骨層花粉分析表明，當(dāng)時(shí)藍(lán)田陳家窩地區(qū)是以森林為主的森林草原環(huán)境。秦嶺山勢(shì)高峻，南方的猿人與動(dòng)物已不易遷徙嶺北。陳家窩人體質(zhì)已較公王嶺人進(jìn)步。其文化堆積中肉眼可見(jiàn)的木炭屑，說(shuō)明陳家窩人在利用自然火方面也較祖先又進(jìn)了一步。
到了中更新世中期后一階段(舊石器時(shí)代中期及晚期前一階段),距今二三十萬(wàn)年前時(shí)，人類由直立人發(fā)展到早期智人階段。這一時(shí)期以陜西大荔人為代表。大荔人遺址位于黃土高原的南緣，屬典型的塬邊坡地帶的一個(gè)沉積。距今十八至二十三萬(wàn)年。其頭骨化石1978年在大荔縣段家鄉(xiāng)甜水溝崖壁上發(fā)現(xiàn)，是目前我國(guó)古人類化石中保存最完整的頭骨化石之一。經(jīng)鑒定系一30歲左右男性頭骨化石。除了其顱穹低矮等原始性外，其頂骨相對(duì)較大。枕骨隆凸下移，吻部不那么前傾，腦容量為1120毫升，比北京人平均值大，顯示其在體質(zhì)上比北京人先進(jìn)，為早期智人中的古老類型。大荔人頭骨化石上存在明顯的“印加骨”,說(shuō)明他是正在形成的黃種人。從這個(gè)意義上講，大荔人頭骨化石的發(fā)現(xiàn)，填補(bǔ)了陜西和我國(guó)乃至東亞古人類研究上的空白。大荔人化石點(diǎn)及其附近共發(fā)現(xiàn)舊石器地點(diǎn)十四處。采集石器及石制品一萬(wàn)多件。其中以小型石片石器為特征，原料以石英巖為主，出現(xiàn)了石器的第二步加工，屬華北舊石器時(shí)代小石器文化系統(tǒng)。對(duì)伴生的動(dòng)物化石研究顯示，當(dāng)時(shí)大荔地區(qū)洛河兩岸遠(yuǎn)比今日溫濕。有水、有草、有林。在水中生活有豐富的魚類、蚌類及河貍。岸旁水草肥美，為兩棲動(dòng)物提供了良好的生態(tài)環(huán)境。遠(yuǎn)處森林，草原相間，是以草原為主的草原森林環(huán)境。
舊石器時(shí)代晚期(相當(dāng)于地質(zhì)時(shí)代的晚更新世中晚期)是早期智人向現(xiàn)代人的過(guò)渡階段，即晚期智人階段。這一時(shí)期的人類化石在陜西分布較多，如長(zhǎng)武人、河套人、黃龍人、澇池河人。屬于這一時(shí)期的文化遺址還有韓城禹門口洞穴遺址。但在關(guān)中地區(qū)，只有藍(lán)田澇池河遺址發(fā)現(xiàn)了大量脊椎動(dòng)物化石。據(jù)孢粉分析，澇池河剖面下部分為森林草原環(huán)境、上部為草原植被類型，氣候由溫暖稍濕潤(rùn)轉(zhuǎn)向溫而干燥。哺乳動(dòng)物群生態(tài)分析大致和孢粉分析相吻合。代表一種以草原為主的草原——森林結(jié)合，同時(shí)還夾雜著灌木林和叢林及小型河湖的自然景觀。