Будівництво Стоунхенджа ділиться на три основні періоди загальною тривалістю близько 2000 років. На місці поховання та культового майданчика стоять мегаліти – величезні брили каменю, що нагадують такі ж камені в інших кінцях Європи. Мегаліти Стоунхенджа розташовані вертикально і мають поперечні перекриття, що відрізняє їх від інших подібних споруд.
У період будівництва, бл. 3100 до н.е., був виритий круглий рів і насипаний вал. Для валу використовувався ґрунт, вийнятий із рову.
Другий період почався десь після 2500 до н.е., коли на своє місце були встановлені перші мегаліти, а вхід на північно-східній стороні кола перенесли так, щоб він був спрямований точно на схід. Досі археологів вражає точність, з якою визначили це місце давні астрономи.
Третій період розпочався після 2000 р. до н. Було встановлено додаткові багатотонні мегаліти, що утворили так зване «Сарсенове кільце». До нього входять 30 блоків з пісковику висотою 4,25 м і вагою 25 тонн кожен, покладені у коло діаметром 30 м. Блоки з вапняку вагою 7 тонн кожен були обтесані так точно, щоб утворити перекриття над вертикальними блоками. Вони кріпилися на вершині опор за допомогою системи шпильок та пазів. Зчленування такого роду відповідають культурі та рівню техніки бронзового віку. У центрі кола поставлено ще п’ять трилітів, збудованих у вигляді кінської підкови.
Вчені вважають, що ці гранітні брили, деякі з них важать 4 тонни, будівельники притягли з пагорбів Преселі Хіллз у Південному Уельсі, адже це за 400 км звідси. Поставлені парами, каміння увінчані так само гігантськими плитами. Усередині меншого кола розташовуються ще дві схожі на підкови конструкції одна біля іншої, а в центрі лежить так званий жертовник, або вівтарний камінь. Поблизу знаходяться інші камені.
Що стосується питання про те, як людям бронзового віку вдалося перевезти, обробити і встановити ці величезні камені — особливо мегаліти, привезені за 320 км звідси, то ясно, що для цього знадобився б високий рівень організації праці. Але за наявності важливої мети у вождів бронзової доби було достатньо влади, щоб протягом десятиліть планувати і здійснювати таку роботу. Технологія того часу, що включає ковзанки, важелі та плоти, дозволяла здійснити подібне будівництво.
