河洛地区的先民们告别了漫长的旧石器时代，在距今一万年左右，步入了原始社会的新石器时代。新石器时代是河洛地区人口急剧增多的时期，也是洛阳史前史上的辉煌时期。
河洛地区的新石器时代遗存分布十分丰富，发现的有200余处，主要分布在黄河两岸以及伊、洛、瀍、涧流域，包含着裴李岗文化、仰韶文化、龙山文化的堆积，各时期文化叠压、层次清晰，且有明显的连续性。这个时期，洛阳一带的气候由湿润转向干旱，生存在豫西一带的大象、犀牛、水牛等哺乳动物已经灭绝，大片的黄土覆盖了草原和丛林。就是在这个时期，我们的祖先发明了磨制石器，用来代替原始的打制石器；发明了生产性经济——农业和畜牧业，代替了往往靠不住的采集和狩猎，但后者并未完全放弃；发明了烧制陶器和其他手工艺；开始从山洞走出来，居住在较为平坦的河流两岸。这时候人类的生活和过去相比，已经有了一定的保障，人们盖起了茅屋，以避风雨；刀耕火种，收割庄稼；修筑围栏，饲养家畜；烧制陶器，煮饭盛物；用弓箭狩猎，用渔网捕鱼；后来甚至还有夯土建筑和水井的发明。
自1921年瑞典地质学者安特生首次在河洛地区发现仰韶文化遗址以来，文物考古工作者在洛阳及其周边地区发现了多处重要的新石器时代遗存，分为裴李岗文化、仰韶文化、河南龙山文化三个时期。裴李岗文化是迄今本地区发现的最早的新石器文化类型，距今八千年左右。调查和发掘的遗址主要有：登封双庙、临汝中山寨和槐树荫、偃师高崖和宫家窑等。仰韶文化是1921年在渑池县仰韶村首次发现的，是分布在黄河中、下游地区的一种重要的新石器时代文化，距今约7000～5000年。主要遗址有孟津妯娌遗址、洛阳王湾、史家湾、孙旗屯、矬李遗址等。其中妯娌遗址的考古发掘，取得重要收获，被评为当年的“全国十大考古新发现”之一。河南龙山文化是继仰韶文化之后而逐步发展起来的一种新石器时代晚期的文化，年代约为公元前2800年至公元前2100年。河洛地区河南龙山文化遗址的分布甚为稠密，其中在伊、洛、瀍、涧诸水沿岸的分布情况，几乎与当今的村落相当。发现的重要遗址有：庙底沟、煤山、王湾、孙旗屯、小潘沟、高崖等遗址。其中王湾遗址的发掘和研究，对中国新石器考古研究有着十分重要的贡献。
河洛地区新石器遗址的文化堆积，内涵丰富，并且相互叠压、相互沿袭，表明在距今一万年前后到距今四千年前，我们的祖先一直在这块土地上生息繁衍，用勤劳的双手改造世界，创造世界，一步步走向文明。新石器文化属氏族社会后期的文化，在新石器文化发展的历史阶段，正是中国文明逐步形成的历史时期。因此，河洛地区将一定能为中国社会最终迈入文明门槛发挥重大作用。
