新石器时代晚期（距今5500～4100年），该阶段前期古国形成阶段，在冀南平原及其周围形成了三支强势的考古学文化：
其一是占据冀北山地和辽西地区的红山文化，发现大型祭坛、女神庙、积石冢，在一座大型积石冢内，墓主人用丰厚的玉器随葬。受其文化因素影响，在浙江良渚一座大型墓葬中，随葬像征王权的玉琮和玉钺以及大量玉器，判断墓主人应该是集神权与王权于一身的良渚国王。良渚文化发现三重城址，有了城、郊分区功能，有专门的手工业作坊和粮食仓贮，修建了大型水利工程，良渚文化实证了中华五千年文明史。
其二是形成于冀南平原和河南北部5500年前后的后岗一期文化，占据了整个冀南平原区域，向北越过燕山山脉影响到冀北山地及辽西地区的红山文化，西部越过太行山，到达山西北部，并影响到冀西北山地张家口地区，向西同样受到庙底沟文化的阻挡。
其三是形成于距今6000～5000年，陕晋豫交界的庙底沟文化北上，其势力影响到冀南平原地区，受到后岗一期文化阻挡，沿永定河向东到达冀北山地，并越过燕山，到达辽西地区，与红山文化碰撞融合，向西北扩张，到达甘青地区。该阶段中期，冀南平原为冀北午方类型和冀南的大司空类型，仍为中原系统庙底沟文化因素的延续，统称为大司空文化。冀北山地总体上仍属于辽西红山文化系统的延续和发展。
值得注意的是，在唐山西寨遗址二期文化遗存中，也发现了用筒形罐垒筑的祭坛遗迹。冀西北山地考古学文化主要来自于河套地区内蒙中南部的海生不浪文化。
新石器时代晚期末段（距今4500～4100年），即龙山文化阶段，来自于中原的河南龙山文化强势北上占据冀南平原及冀北山地燕山南麓冀东地区。与此同时，山东龙山文化沿渤海湾北上，到达燕山南麓与当地土著文化和河南龙山文化汇合，形成大城山文化类型。冀西北山区则被源于中原仰韶文化末段的老虎山文化所占据。崇礼大水沟遗址发现目前为止河北年代最早的城址，夯筑墙体，再用石块包砌。同类城址广泛分布于黄河流域河套地区。
夏商周时期文化格局
公元4100年前后，禹传子启，建立夏朝，中原开启王国时代，在国家政体上，实现了神权向王权的转变。夏朝的考古学文化遗存以河南偃师二里头文化为主体。而冀南平原占主导地位的是受晋中龙山文化因素影响形成的先商文化，又称之为“下七垣文化”。先商文化广泛分布在太行山两翼，是构成商文化的主体因素。《禹贡》将天下划分为“九州”，先商文化分布区域则属于“冀州”。冀北山地系辽西夏家店下层文化分布区，冀西北山地则继承老虎山文化因素，并受下七垣先商文化以及二里头文化影响形成的朱开沟文化的势力范围。
公元前十七世纪，商汤灭夏，在先商和夏文化基础上形成商文化，早商时期，商王祖乙迁都于邢（今邢台），冀南平原为商王朝的势力范围。藁城台西遗址发现房屋、灰坑、水井、窖穴、墓葬等遗迹。房址分半地穴式和地面建筑两种，墙体为夯筑或土坯垒砌。一些墓葬中有殉人，墓葬头部前方有殉兽坑。在出土的一件铜爵器身上铸有文字符号，或许是“族徽”。晚商时期定州北庄子商代贵族墓地，出土300余件青铜器，其中270件为青铜礼器，在一些器物上也发现类似“族徽”的纹样。冀北山地则形成燕山南北两种文化：燕山南麓是围坊三期文化，一些学者认为属于商时期孤竹国文化因素；燕山北麓仍属辽西夏家店下层文化范围。冀西北山地继朱开沟文化之后，是商代中晚期西岔文化，朱开沟文化和西岔文化与商文化存在诸多联系，西岔文化或许就是商甲骨卜辞中的土方部族。
公元前十一世纪，武王克商，建立周朝。周朝分西周和东周两个时期。西周实行“封建亲戚，以蕃屏周”的分封制，冀南平原有两个重要的诸侯国邢国和燕国。邢国位于冀南，都城为现在的邢台市。1991年，邢台市南小汪遗址出土西周时期甲骨文，此后，又在该地区发现鼎、爵、觯等青铜器。1995年，邢台市葛家庄出土西周时期鼎、簋等青铜礼器。1978年元氏县出土西周早期“臣谏簋”，记载了邢侯与戎人作战的史实。燕国位于冀北，燕山脚下，是控扼北方民族南下，东西交通咽喉要冲之地，地理位置极为重要。《史记·燕昭公世家》“昭公奭与周同姓，姓姬氏。周武王之灭纣，封昭公于北燕。”北京窦店镇琉璃河村西周早、中、晚期墓葬出土的一些器物上铸有“匽侯”铭文。与此同时，在墓地的西侧发现了西周早期的城址，应为西周早期燕国都城遗址，是为“上都”。其后，燕昭王时期，营建下都，即为易县所在的“燕下都”。
