究发现，巨石阵的建造期大概经历了三个阶段。
第一阶段可追溯至公元前2800年左右的新石器时代晚期。不过当时并没有巨石，只是建造了一个能容纳数百人的圆形土堤，在土堤内挖出了56个圆形坑，据考证，坑内当时很可能埋入了木桩，而木桩的作用是用来测量季节变化的。
公元前2000年，铜器时代初期，人们对巨石阵的进口进行了改造，当时铺设了壕沟和两道500米长的人行道，被称作“斯泰申石碑”的四座石柱，竖立在了巨石阵内侧，在这个阶段，似乎曾决定在中央竖起两圈蓝砂石柱，大约竖起四分之三圈石柱之后，可能由于计划改变，这项工程突然停止，于是石柱被搬走坑被填平。
国家地理提供的“巨石阵”的照片
大约在公元前1000年，巨石阵进入了建筑的第三个阶段，人们运来了100多块巨大的砂粒，并且建成了有30多个石柱的外圈，在外圈里侧布置了马蹄形。在第三阶段中期，在这5座石碑坊的里侧布置了许多蓝砂石柱，其中蓝砂的石柱残存到了今天。
巨石来源
巨石阵的主要材料是蓝砂，小的有5吨，大的重达50吨。但在索尔兹伯里地区的山脉中并没有蓝砂，最后，考古学家在南威尔士