在距今67万年至距今41万年之间，居住在周口店的猿人变化很少，而西方的猿人在这一时期则持续演进。如果你深入西班牙阿塔普尔卡阴湿的洞穴，匍匐行进数百码（主要是爬行，有时也使用绳索），你会在一个40英尺骤降处进入名副其实的“万骨坑”—有史以来发现的猿人遗迹最为丰富密集的地方。在这里，自从20世纪90年代以来，已经发现了超过4 000件猿人骨骼碎片，年代在距今万年至距今60万年之间。这些骨骼大多数属于青壮年。他们在地下这么深处做些什么，始终是个谜，但和更早的阿塔普尔卡遗址一样，“万骨坑”也有着十分多样的人类遗骸。西班牙考古发掘者将他们中的大多数人归类为海德堡人，但很多国外学者认为，他们看起来更像另一种人种—尼安德特人。
这些最著名的穴居人是在1856年首次被确认的，当时尼安德谷（德语中称为Tal或Thal）采石场的工人们向一名当地教师展示他们发现的一块头盖骨和15块骨头（20世纪90年代的发掘工作从当时的废石堆中又出土了62块猿人骨骼碎片）。这名教师将这些残骨给一名解剖学家看，后者判定，这些骨头属于“日耳曼人以前”的时期。
阿塔普尔卡的发现表明，尼安德特人是在25万年间逐渐演化而来的。这可能只是一个遗传漂变的案例，许多不同种类的猿人同时进化，而不是由于气候变化或者扩张进入新的区域为一些变异体更快繁衍提供了条件从而取代了海德堡人。“标准的”尼安德特人在公元前200000年出现，在接下来的10万年之内，他们散布到欧洲的大部分地区，东至西伯利亚，但据我们所知，他们并没有到达中国和印度尼西亚。
尼安德特人和北京人有多大的差异？他们与东方猿人的身高大致相当，看起来更原始，前额倾斜，颏骨无力。他们有硕大的门牙，因为经常当工具使用而磨损，面孔前突，可能是为了适应冰河时期欧洲寒冷的空气，他们的鼻子很大。尼安德特人比北京人身材更为健硕，臀部和肩膀都更宽。他们同摔跤运动员一般强壮，拥有马拉松运动员的耐力，看起来似乎是凶残的斗士。
尽管尼安德特人的骨头比大多数猿人要重得多，他们还是经常受伤；如果为他们骨断裂的方式找个最近似的现代的例子，那就是职业骑手。由于10万年前他们不太可能从猛然弓背跃起的野马背上摔下来（现代马类直到公元前4000年才进化出来），古人类学家坚信，尼安德特人是因为搏斗而受伤的—既同彼此搏斗，也同野生动物搏斗。他们是专心致志的猎手，他们骨骼中的氮同位素分析显示，他们大量进食肉类，从中获取数量惊人的蛋白质。长期以来，考古学家怀疑尼安德特人吃的有些肉是通过同胞相食的方式获取的，就像北京人一样，20世纪90年代在法国的发现证实了这一点。发现表明，6个尼安德特人的骨骼和5只马鹿的骨骼混杂在一起。这些猿人和马鹿受到了同样的对待，他们被用石器切成小片，然后他们的肉被从骨头上削下来，最后他们的脑壳和长骨被敲碎取出脑和骨髓。
迄今作者强调的细节使得尼安德特人听起来和北京人相差无几，但他们其实有很大的差别。其中一点是，尼安德特人脑容量很大—比我们的脑容量还大，事实上，他们的脑容量平均在1 520立方厘米左右，而我们的脑容量大约为1 350立方厘米。他们的椎管也比图尔卡纳男孩要宽，这些粗大的脊髓赋予了他们更为灵巧的手艺。他们的石器比北京人制作的更为精良，种类也更为丰富，有专门的刮器、锋刃和尖端。在叙利亚曾发现过一块石器的尖端，嵌在一头野驴的颈部，上面有柏油涂抹的痕迹，表明这曾是一个缚在木棒上的矛尖。石器上的磨损痕迹说明，尼安德特人主要用石器来切割木头，而木头很难保存下来，但在被水淹没的德国考古地点舍宁根，在堆积的野马骨旁，发现了4根雕工精美的7英尺长矛。长矛很重，被用于戳刺，而不是投掷。虽然尼安德特人很聪明，但他们还没学会互相协作使用投掷武器。
