Durante el Neolítico, el siguiente período al Paleolítico Superior, aparecieron en Euskal Herria los primeros recipientes cerámicos, y en la cueva de Arenaza (Bizkaia) y en la de Los Husos (Álava) se han encontrado algunos ejemplos. Sin embargo, las creaciones artísticas más representativas de este período en el territorio de Euskal Herria fueron las construcciones megalíticas, tanto por su número y variedad -dolmen, crómlech y menhir- y su prolongación en el tiempo -ya que se continuaron realizando incluso en la Edad de los Metales-, como por ser las primeras construcciones arquitectónicas que encontramos en las que existe un concepto del espacio predeterminado y su diseño está concebido con un objetivo, más que práctico, simbólico. Este tipo de construcciones llegaron desde el norte de Europa y estuvieron relacionadas con nuevas formas de vida vinculadas al pastoreo.
Se cree que las construcciones megalíticas cumplían una función funeraria, ya que en el caso de los dólmenes -formados por losas de piedra verticales cubiertas por otra horizontal- y los crómlech -compuestos por piedras que constituyen una forma circular- se han hallado restos humanos enterrados entre dichas construcciones. En el caso de los menhires -una piedra de gran tamaño levantada verticalmente- su significado todavía es incierto, ya que no se acierta a entender qué función cumplirían. La mayoría de este tipo de construcciones se encuentra en áreas de montaña de la zona septentrional del territorio de Euskal Herria destacando, en el caso del crómlech y del menhir, la sierra de Aralar y las estribaciones del Pirineo. Los mejores ejemplos de dólmenes, en cambio, están situados en Álava, en localidades del sur como Agurain, Biasteri y Bilar.