長江流域史前考古工作開展較晚，系統研究起初不很深入，致使不少人在五六十年代還以為那是一個開發很晚的地區，不會有太早的農耕文化。近三四十年來，在中下游地區有了許多重要收穫，基本上弄清了新石器時代的一些主要居民及其文化，表明長江同黃河一樣，也有同樣悠久的開發史，也有同樣燦爛的遠古文化。
據最新考古發現證實，長江中游地區最早的新石器文化是彭頭山文化，因湖南澧縣彭頭山遺址而得名，年代約為距今9000年前或更早。彭頭山人有了手製粗陶，陶片中夾雜有稻殼痕，表明已開始水稻種植，並飼養有水牛；石器以打製為主，少見磨光器。
長江中游地區發現的較為發達的新石器文化是大溪文化和屈家嶺文化。大溪文化因四川東部巫山縣大溪遺址而得名，但主要分佈區還是在江漢及周圍地區，年代約為距今6400—5500年前。大溪人的經濟生活以稻作農業為主，飼養豬、狗、牛、羊、雞等家畜；陶器造型規整，注重外表裝飾，有黑繪彩陶；居住紅燒土建築的房子，有一定規模的公共墓地，流行屈肢葬式。屈家嶺文化因湖北京山屈家嶺遺址的發掘而得名，其分佈地域與經濟生活大體與大溪文化相同，年代稍晚，約為距今5500—4500年前。屈家嶺人的陶器工藝稍高於大溪人，有套間和多間連建的居址，也有塗抹白灰面的現象。
繼屈家嶺文化發展起來的是石家河文化，由湖北天門石家河遺址而得名，該文化曾被稱為“湖北龍山文化”，年代在距今4400年上下。石家河人有較發達的稻作農業，飼養家畜；開始用土坯做建築材料，使用了年代最早的模製磚塊，並營建了規模宏大的城堡建築。
在長江下游地區，已知最早的新石器遺存是江西萬年仙人洞遺址，時代大致為距今9000年以前(年代尚有爭議)，人們居住在洞穴中，使用打製石器和少量磨製石器與骨器，能製作形態原始質地粗糙的陶器，似乎還沒有農業種植和家畜養殖業，主要靠漁獵和採集為生，在幾處火堆遺跡旁發現了當時人們食剩的大量野生動物骨骼和螺蚌介殼。
在長江三角洲和鄰近的寧紹平原，也發現了許多史前遺址，最著名的有浙江餘姚河姆渡遺址，河姆渡文化因此而命名，其年代約為距今7000—5400年，與黃河流域的仰韶文化時代相當。河姆渡人有較高的農業栽培技術，種植水稻，飼養豬、狗和水牛；陶器火候不高，陶土中羼有炭屑，器型較為豐富；居住高架的干欄式房屋，並掘有淺水井，有較高的木作技術；製作較多的實用雕刻藝術器，包括象牙雕、骨雕、木雕、陶塑等，還有不少加工精細的玉石類飾物。
同河姆渡文化時代大體相當的文化遺存，在稍北的長江三角洲地區也有發現，以浙江桐鄉縣羅家角遺址為代表，也可早到距今7000年前。羅家角遺址通常認為屬早期馬家浜文化，馬家浜文化因浙江嘉興馬家浜遺址而得名，延續發展達1000年上下。馬家浜人的經濟生活與河姆渡人相同，擁有更精緻的磨製石器，陶器亦較粗糙，質地鬆軟。死者多采用俯身葬式，隨葬數量不多的日用陶器，很少用石器隨葬。
由馬家浜文化發展而成的崧澤文化，兩者均以太湖地區為分佈中心。崧澤文化因上海青浦崧澤遺址而得名，時代為距今6000—5200年前。崧澤人的經濟生活亦以稻作農業為主，使用精磨的石器；陶器火候較高，有了輪制技術；有較大的公共墓地，出現了男女合葬。再往後發展是良渚文化，分佈範圍又有擴大，遍布三角洲地區，係由30年代發現的杭州餘杭縣良渚遺址而得名，時代約為距今5200—4200年前，與中原龍山文化相當或稍早。良渚人除水稻栽培外，還種植有花生、芝麻、蠶豆、甜瓜、葫蘆等，開始養蠶織絹；製作出漂亮的磨光黑陶；掌握了很高的琢玉技巧，製作出大批精美的玉器；居住干欄式建築，修造大型墓葬，隨葬大量玉器和陶器。
在南京地區還有一支與崧澤文化大體相當的北陰陽營文化，因南京市北陰陽營遺址而得名，時代約為距今6000—5000年。北陰陽營人的農作物也是水稻，有狗和豬等家畜；使用精緻的磨光石器，有一定數量的彩陶，這在長江下游地區還不多見；佩帶有各種玉飾品；有大規模的公共墓地。在安徽境內，還有一支與北陰陽營文化並行發展的薛家崗文化，它因潛山薛家崗遺址的發掘而得名，年代估計在距今5500—5000年上下。薛家崗人居住在江淮之間，亦以種植水稻為生，使用精製的石器，包括一種很有特色的長條形多孔石刀。有較大公共墓地，除隨葬陶器外，還有不少玉石類裝飾品。