Pour répondre à la question de l'origine de la population basque, il est nécessaire d'étudier les tombes, les nécropoles et les sites médiévaux, protohistoriques et préhistoriques. De cette façon, et principalement par l'analyse du matériel osseux, une voie s'ouvre pour enquêter sur l'origine de la population basque. Les recherches modernes sur les populations médiévales des trois provinces de la Communauté autonome et de la Navarre -Cenarruza (Ziortza), Garai, Astigarribia, Ordoñana, Karrantza, Orreaga, Alaiza, etc. Les analyses de l'ADN visent, d'une part, l'analyse anthropologique des crânes et des os longs et, d'autre part, la détermination des groupes sanguins ABO, au moyen d'une technique moderne qui utilise l'inhibition qui se produit lorsqu'un anticorps est incubé avec un sérum physiologique dont la trituration osseuse est en suspension. Cette science, appelée paléosérologie, permet de connaître les fréquences des groupes sanguins ABO des populations disparues, ce qui permet de les comparer aux fréquences de leurs descendants probables. Cela permettrait de ratifier, par l'identité des formules sanguines, les concordances métriques et morphologiques entre les crânes basques d'aujourd'hui et ceux du Moyen-Âge. De même, les recherches se sont étendues à la paléodémographie et à la paléopathologie, reconstituant le mode de vie des groupes humains et les maladies dont ils souffraient. Un exemple en est la tombe sous un pommier de la famille Anda dans l'enceinte de Vitoria au XIIe siècle, où une jeune fille de moins de 20 ans a été enterrée avec une pièce de monnaie insérée entre les lèvres pour payer le tribut funéraire, ou le mauvais état des dents de la population morte très jeune, ou les anomalies d'un crâne scaphocéphale (en forme de quille), ou encore les stigmates arthritiques qui apparaissent souvent au niveau des articulations. En outre, les restes squelettiques de la Collégiale de Cenarruza ont une grande valeur sociodémographique si l'on tient compte du type de population à laquelle ils semblent appartenir. D'autre part, les archives paroissiales de quelques comtés biscayens (Arratia et Encartaciones) permettent de clarifier la biodynamique de ces deux groupes humains sur quatre siècles en termes d'impulsion migratoire (flux génétique) et de comportement dans le choix du conjoint et permettent également de clarifier la répercussion que ces deux facteurs ont eu sur l'homogénéisation possible de la population ou l'effet qu'ils ont eu, au contraire, sur l'isolement relatif qui pourrait conduire à une certaine différenciation locale par rapport aux populations avoisinantes.
L'unicité des noms basques compilés dans les archives reflète une valeur toponymique pour 70% d'entre eux, soulignant l'importance du relief dans la pensée ou la mentalité de l'ethnie basque : ponts, montagnes, églises et vallées façonnent l'identité des familles ou des proches. Les statistiques informatiques permettent d'enregistrer la formation de 10.000 familles biscayennes en 300 ans ; nous pensons qu'il n'est pas nécessaire de souligner la valeur d'une telle analyse pour la démographie historique du Pays Basque. Sans compter l'importante nécropole du Haut Moyen-Âge de plus de 110 tombes trouvées dans l'ouest de la Rioja Alavesa, notamment celles de Santa Eulalia, Labastida, etc, si l'on se penche sur la période de la romanisation et, en particulier, sur les peuplements de l'Espagne celtibère, on trouve un village très riche en matériel archéologique, comme à La Hoya, où les rares restes d'adultes présentent une typologie méditerranéenne ; cette population était située sur les deux rives de l'Èbre et, comme le montrent les traumatismes du matériel squelettique, elle subissait les attaques des peuples guerriers venus de la Meseta. La population antérieure à l'âge du fer et aux établissements indo-européens, à partir du néolithique, était composée de bergers qui remontaient de la vallée de l'Èbre jusqu'aux embouchures des rivières Bayas, Altube, Nervión, etc. Dans leurs dolmens - par exemple, Peciña, la Huesera, Egilaz, etc. - ils ont laissé des restes humains de type méditerranéen, dont certains sont proches de ce que l'on appelle le type pyrénéen occidental. Les sites trouvés dans les grottes funéraires de l'Alava (Gobaederra, El Lechón, etc.) sont plus tardifs que ceux de La Rioja et dans ces derniers, surtout dans les premiers, le type original d'Euskal Herria commence à apparaître plus souvent. Aranzadi affirme que dans la population des dolmens d'Aralar (Arraztaran, Pagobakoitza, Zinekogurutze), le type pyrénéo-occidental est clairement perceptible dans les crânes aux tempes incurvées, aux palais bas et à la norme postérieure convexe ou bombiforme. Il en va de même dans le site de Santimamiñe et dans la grotte d'Atxeta. Eguren a déclaré avoir trouvé de petites quantités de crânes d'apparence clairement basque dans un dolmen de Cuartango. Les comparaisons avec la série méditerranéenne de Fusté ont confirmé cette affirmation.
L'erreur des anthropologues français Marquer et Riquet est précisément d'avoir réuni dans une même série les crânes des dolmens de Peciña et de La Huesera, qui appartiennent aux deux variétés dites svelte et forte de type méditerranéen, avec ceux de la région d'Euskal Herria orientés vers l'Atlantique, car, étant donné qu'ils appartiennent à deux zones différentes de transhumance pastorale, il s'agit de deux zones biogéographiques différentes. Il en va de même pour les squelettes de la "grotte des hommes verts" ("Gizon berden haitzuloa") d'Urbiola (Lizarra, Navarre), qui provenaient probablement de la Méditerranée orientale et s'étaient installés sur des terres proches des mines de cuivre, étant donné qu'ils étaient de proches parents des "prospecteurs de métaux", et il en va de même dans les Asturies (Vidiago). Comme des individus de grande taille, au nez proéminent et à l'occiput plat sont apparus parmi cette population de marins, certains ont affirmé que tous ces biotypes avaient influencé la population basque, soulignant la parenté entre la langue basque et la langue de ces Dinariques arméniens. Si l'on fait abstraction des sites néolithiques et d'autres très proches (Los Husos, Kobeaga, Marizulo, etc.), il convient de s'intéresser au site néolithique (4000 av. J.-C.) appelé Fuente Hoz, situé à une centaine de mètres du village de Pobes, en Alava. Il s'agit du seul site néolithique du Pays basque qui soit significatif à ce jour, et il est entouré de grottes funéraires qui sont chronologiquement beaucoup plus tardives. Les pièces du squelette sont très fragmentées. Il s'agit d'une dizaine d'individus âgés de 20 à 40 ans, presque tous de sexe masculin, d'apparence svelte et de taille moyenne, avec d'importantes altérations dentaires. Un spécimen présente une grande trépanation de 5 x 5 cm dans le pariétal droit. Les trépanateurs ont utilisé la technique de l'abrasion, qui consiste à frotter la paroi crânienne avec une pierre à gros grains afin de ne pas endommager les peaux méningées du crâne. Le patient, âgé d'environ 20 ans, a survécu à l'opération pendant plusieurs mois, les radiographies ayant confirmé une nette croissance du tissu osseux dans une direction radiale concentrique sur la table externe. La relation qu'ils entretiennent avec d'autres peuples néolithiques et énéolithiques de la péninsule est remarquable car, bien qu'ils présentent certains traits archaïques, l'élément méditerranéen élancé prédomine. Il s'agit apparemment de personnes qui, au quatrième millénaire avant J.-C., sont venues de l'est de la péninsule en remontant la vallée de l'Èbre, sont apparues dans les grottes de l'Alava et ont laissé dans leurs squelettes le phénotype qui correspond à la sveltesse méditerranéenne dont nous avons parlé. Cependant, en comparaison avec les crânes portugais de Muge (Ferenbach, 1966), ils présentent une hauteur auriculaire plus petite, un aplatissement oblique plus important, une inclinaison occipitale plus grande et un avancement du porium. Cependant, il est encore trop tôt pour affirmer que les caractéristiques ci-dessus suggèrent une parenté avec le type pyrénéen occidental. Si nous avançons dans le temps jusqu'à une époque plus récente, nous arrivons au site d'Urtiaga (Itziar, Gipuzkoa), que José Miguel de Barandiarán a découvert en 1928 et qu'il a étudié avec Aranzadi et Eguren. Certains crânes datent de l'époque azilienne et il semble qu'il y en ait un autre plus ancien, peut-être de l'époque magdalénienne. Aranzadi pensait que l'on pouvait observer certaines caractéristiques correspondant à la race basque et d'autres qui, cependant, ne coïncidaient pas avec cette race, mais avec celle de Cro-Magnon. Selon Barandiarán, ces coïncidences et ces différences, plutôt que de rares croisements, nous amènent à penser à une évolution claire et locale du type Cro-Magnon pour la race basque. Pour conclure cet article, nous mentionnerons l'humérus et les dents trouvés dans les grottes de Lezetxiki (Arrasate) et d'Axlor (Dima), qui appartiennent au Moustérien. Tant l'humérus que les dents, de par la typologie du niveau où ils ont été découverts, le niveau de fossilisation qu'ils présentent, les caractères métriques et, dans le cas des dents, le taurodontisme, appartiennent à la variabilité de la race néandertalienne.