Одним из первых специалистов по генетической истории Европы стал Кавалли-Сфорца. На основании генетических данных его команда исследовала расхождение между популяциями. В соответствии с подходом Кавалли-Сфорца все неафриканцы имеют больше генетического сходства между собой, чем с африканцами. Заселение Европы после таяния ледника происходило преимущественно из центральной Азии. Предки европейцев и китайцев, по расчетам, имели общий генофонд до 20—10 тыс. л. н.[2] Кроме того, новейшие данные демонстрируют родство индейцев и европейцев[3]. Также генетики обнаружили среди мезолитического населения Европы останки людей, имеющих темную пигментацию кожи[4].
В марте 2015 года в журнале Nature была опубликована статья с результатами работы международной группы ученых, одним из координаторов которой был Дэвид Райх. Эта группа провела большое полногеномное исследование древней ДНК европейцев и сделала вывод о волне миграции в центральную Европу из степей Восточной Европы примерно 4500 лет назад. Авторы связывают эту миграцию с представителями ямной культуры и подчеркивают, что генетические данные хорошо согласуются со степной (курганной) гипотезой о появлении в Европе индоевропейских языков[5].
В ДНК древних жителей Европы до наступления последнего ледникового периода выявлены митохондриальные гаплогруппы М, U5, R и ряда других гаплогрупп. Образец Oase 1 (40 тыс. л. н.) из пещеры Пештера-ку-Оасе был обладателем митохондриальной гаплогруппы N[6]. У образца K14 (37 тыс. л. н.) со стоянки Маркина Гора определена митохондриальная гаплогруппа U2, у образца К12 (32 тыс. л. н.) из Костёнок определена митохондриальная гаплогруппа U2[7][8]. У палеолитических образцов со стоянки Сунгирь (35,28—31,77 тыс. л. н.) определены митохондриальная гаплогруппа U8c митохондриальная гаплогруппа U2 (3 образца)
[9]. У обитателей Дольни-Вестонице (31 155 л. н.) определены митохондриальные гаплогруппы U5, U8c, U[10]. Гаплогруппа M была определена у позднепалеолитических обитателей бельгийской пещеры Гойе (Goyet), живших ок. 34 тыс. л. н., у позднепалеолитического обитателя из Ла-Рошет (La Rochette) во Франции, жившего 28 тыс. лет назад[11], у образца Ostuni1 возрастом ок. 27 тыс. л. н. (граветт Италии)[7].
Примерно 14,5 тысяч лет назад, когда льды стали отступать, эти линии охотников-собирателей в Европе почти полностью исчезли, уступив место новым пришельцам, как с Ближнего Востока, так и северным евразийцам и прочим популяциям кроманьонцев[12][неавторитетный источник].