黄河流域发现的最早的古人类，是1964年发现于陕西省蓝田县公王岭的蓝田猿人，为早期直立人，距今65－80万年；在国内仅晚于元谋猿人（距今170万年），而早于最先发现的北京猿人（距今70万年）。

进入智人阶段，在黄河流域活动过的又有大荔人、许家窑人、丁村人和河套人。其中前三种为早期智人，又称古人。大荔人发现于陕西省大荔县解放村，介于直立人与早期智人之间，面部特征与黄种人接近。许家窑人发现于山西省阳高县许家窑村，体质特征既接近于北京人，又接近于现代人，距今约10万年。丁村人发现于山西省襄汾县丁村，地质时代属晚更新世早期。河套人为晚期智人，又称新人，距今3.5－5万年，其体质特征已接近现代蒙古人。

黄河流域是中国新石器文化最为发达的地区。此时人类已发明农业，开始定居生活。黄河流域的新石器文化在中原、下游、上游各有其不同的文化区系。其中，裴李岗文化是中原迄今发现的年代最早的新石器文化，1977年发现于河南新郑县裴李岗村，其年代约为公元前5600－前4900年，主要分布于河南境内；出土有大量的农业生产工具和谷物加工工具，磨制很精细。

分布最广的是仰韶文化，1921年发现于河南省渑池县仰韶村，其年代约为公元前5000－前3000年，分布以渭河流域和豫西、晋南为中心，并及于河北、内蒙南部地区。其文化内容非常丰富，有半坡、史家、庙底沟、西王村四个主要类型，由于遗物中常有彩陶，故曾被称作彩陶文化。当时渔猎经济还占有相当的比重，社会结构为母系氏族公社制。

龙山文化是社会发展到父系氏族公社的新石器时代晚期的一种文化，年代约为公元前2800－前2300年，1928年发现于山东历城县（现属章丘县）龙山镇城子崖。其分布主要为黄河中下游，在长江中下游也有时代相当的文化遗存。其陶器以灰陶和黑陶为主要特征，经济生活以农业为主，亦有较发达的畜牧业。

在唐中叶安史之乱（公元756－762年）以前，中国的政治经济文化中心一直位于黄河流域。《史记‧货殖列传》称：“关中之地于天下三分之一，然量其富，什居其六”，而当时整个南方尚处于地广人稀、火耕水耨的阶段。当时有句谣谚：“山东出相，山西出将”，可以反映当时人才的分布状况。三国时北人袁淮说“吴楚之民，脆弱寡能，英才大贤，不出其土，比技量力，不足与中国相抗”；所谓中国，犹言中原，指黄河流域。这些资料可以充分反映当时南北方经济文化水平的差距。

永嘉丧乱为南方带来了发展的机遇。大量的中原士庶南移，为南方带来了先进的技术、工具及熟练的劳动力，刺激了南方的经济增长，提高了南方的文化发展水平；而北方则遭受到严重的破坏。从北朝后期到唐前期，北方经济有所恢复，但安史之乱中，“三川北虏乱如麻，四海南奔似永嘉”（李白句），此后南方的经济文化水平便凌驾北方之上。唐后期韩愈说：“今赋出天下，江南居十九”。与之相应，全国的政治中心也便由秦汉时期的关中，经过洛阳，而一步步东移。