Se construyó en un lapso de 1.700 años.
Stonehenge se construyó en tres etapas durante un lapso de casi 1.700 años. Se calcula que el monumento fue erigido en 1.500.000 jornadas de trabajo, con turnos de 1.000 obreros a la vez.
La primera etapa se inició hacia el año 2.750 antes de Cristo, unos 200 años antes de que los egipcios comenzaran a erigir la Gran Pirámide: se trata de un círculo de unos 115 metros de diámetro formado por dos terraplenes separados por una zanja, uno exterior apenas levantado y el otro de casi 1,8 metros de altura. Dentro del terraplén interior fueron hechos 56 hoyos equidistantes llamados los Hoyos de Aubrey en memoria del anticuario del siglo XVII John Aubrey, que fue el primero en notar su existencia. No se sabe cuál era su función.
Hay una entrada en el lado noreste del círculo, y afuera se yergue un imponente bloque de arenisca de unos 5 metros de altura hoy conocido como la Piedra del Talón; desde el centro del círculo se puede ver salir el sol justo por encima de él cada 24 de junio.
La segunda etapa fue iniciada hacia 2.100 antes de Cristo por el Pueblo de las Jarras, así llamado por la forma de su cerámica. Erigieron 80 grandes piedras azules en dos círculos incompletos en el centro del monumento, y construyeron una ancha calzada -hoy llamada la Avenida- que avanza hacia el noreste hasta el río Avon, a 3 kilómetros de distancia.
Dichas piedras provienen de los montes Preseli en el suroeste de Gales, a 209 kilómetros de distancia, y tal vez fueron transportadas sobre balsas por el río Severn desde Milford Haven hasta Amesbury, de donde se trasladaron a Stonehenge por la Avenida.
Esta suposición fue apoyada por el hallazgo en 1988 de un bloque de piedra azul en el lecho del río Daugleddau, tributario del Severn; su tamaño es similar al de los bloques erigidos en Stonehenge, y su posición hizo pensar a los arqueólogos que probablemente se hundió al ser transportado por el río.
La Piedra del Altar, de color verde pálido, alguna vez erecta pero que hoy yace rota entre los trilitos centrales, provino de la costa de Milford Haven, tal vez también trasladada por agua.
La última etapa, que duró desde alrededor de 2.000 hasta 1.100 antes de Cristo, fue emprendida por los primeros hombres de la Edad del Bronce, quienes quitaron el círculo de piedras azules y levantaron en su lugar un anillo de unas 30 columnas de arenisca (de 30 toneladas de peso cada una en promedio) unidas por dinteles de piedra. El anillo mide 5 metros de altura y unos 30 metros de diámetro, y en su interior erigieron los cinco trilitos; por último, levantaron de nuevo las piedras azules en dos grupos.
Los bloques de arenisca, o gres, provienen de Mariborough Downs, a 32 kilómetros de distancia, y seguramente fueron trasladados sobre trineos movidos con troncos. Se calcula que se necesitaron unos 800 hombres para transportar cada una de las piedras, y otros 200 para despejar el camino y mover continuamente los troncos de los trineos.
Dichas piedras fueron labradas con un leve abultamiento en la parte intermedia para que parecieran rectas vistas desde abajo. El anillo de arenisca fue erigido con tal precisión, que su cima está perfectamente nivelada; los dinteles fueron cortados en forma curva para que juntos formaran un círculo.
Las piedras fueron desbastadas con ayuda de otras piedras. Es probable que los bloques más grandes fueran cortados calentándolos con hogueras en puntos bien delimitados y luego derramando agua fría sobre ellos para después golpearlos hasta partirlos.