巨石陣在史前時代分為三個時期建造，前後將近一千年。第一期大約從公元前2750年開始，考古學家稱之為“巨石陣第一期”。在這一時期中，最令人費解的事是被稱為「奧布裏洞」的遺跡。這些洞是十七世紀石一位古文物學家約翰奧布裏發現的。這些洞是位在環狀溝的內緣，同樣圍成一圈，總共有五十六個。這些洞是挖好後又立刻填平，並且確定洞中未曾有石柱豎立過。為何當初要挖五十六個，而不是整數的數目？是研究學者極傷腦筋的。根據牛津大學亞曆山大？湯姆教授的研究指出，在綜合英國境內其他環狀石遺跡的研究後他發現，這些洞的排列與金字塔的構造有相同的地方，就是它們同樣運用了「黃金分割比」。
湯姆以英國環保局所繪製的標準地圖為準，將第四號、二十號和三十六號洞穴連結後，便出現了一個頂端指向南方的金字塔圖形。其後兩個建造期的技術層次及規模都提高了，顯見建造石柱群的人絕非未開化的原始民族。
霍金斯認為，巨石陣中幾個重要的位置，似乎都是用來指示太陽在夏至那天升起的位置。而從反方向看剛好就是冬至日太陽降下的位置。除了太陽之外，月亮的起落點似乎也有記載。不過月亮的運行不是像太陽一樣年年周而複始，它有一個曆時十九年的太陰曆。在靠近石陣入口處有四十多個柱孔，排成六行，恰巧和月亮在周期中到達最北的位置相符，所以六行柱孔很有可能代表六次周期，也就是六個太陰曆的時間，觀測及紀錄月亮的運行有一百多年的時間。
三個重要時期
在公元前3300年到公元前900年這段時間中，巨石陣的建造有幾個重要的階段。
公元前3000年之前——這段時期的巨石陣分布在Irish海以及Irish-Scolttish海路信道的周邊地區，數量不多但卻令人印象深刻，直徑超過30公尺以上，在圓陣之外都有一個獨立石，似乎是一種宣告“此地已被占有”似的標示。
公元前2600年左右——金屬被引入不列顛全島，堅硬的鑿刻工具被製作出來，這個時期的巨石陣更精致完美，像Somerset的StantonDrew，Orkneys的BrodgarRing，直徑超過90公尺。然而一些其他主要的石陣則小多了，一般隻有18到30公尺。它們有個特殊的現象，就是除了圓形石陣之外，還會現橢圓形的石陣，長軸方向指向太陽和月亮的方位。數目在宗教上也呈現一個有趣的現象，我們發現不論巨石陣的圓周有多大，各地的立石數量都有獨特的數目，如LakeDistrict地區的數量都是12，Hebrides地區的則是13，蘇格蘭中部則是4、6或8個，Land‘sEnd地區是19或20個，而愛爾蘭南部是5。
公元前2000年——在這個最後時期，以傳統方法建立的巨石陣數量便開始減少。整體形狀也不是很完美，不是呈現妥圓形就是扭曲的環狀。在規模上也大不如前，有的直徑甚至還不到3公尺。這是否意味著傳統的精致技術已經漸漸失傳？沒有人能夠再了解製作這些工程浩大的巨石陣背後真正目的，而我們也從此失去了許多的寶貴知識。