Các nhà nghiên cứu không thể nói rõ ràng Stonehenge được xây dựng như thế nào, mặc dù có rất nhiều lý thuyết về việc xây dựng nó. Phần lớn nhất của bí ẩn là cách các viên đá xanh được vận chuyển từ một mỏ đá ở xứ Wales đến Đồng bằng Salisbury, nơi Stonehenge yên nghỉ, tổng quãng đường di chuyển là 250 dặm.
Stonehenge được xây dựng với một vòng ngoài bằng đá sarcen, được khai thác gần Đồng bằng Salisbury, nhưng đá xanh được sử dụng để tạo thành vòng bên trong. Nguồn đá xanh gần nhất được tìm thấy ở vùng núi Presili ở tây nam xứ Wales, với khoảng cách tuyến tính là 140 dặm, nhưng tổng quãng đường vận chuyển là 250 dặm khi xem xét khả năng các nhà xây dựng đã sử dụng để đưa đá xanh đến công trường.
Một trong những giả thuyết được chấp nhận nhiều nhất là những viên đá được lăn trên những khúc gỗ khổng lồ xuống sông, trôi xuống sông trong giỏ hoặc trên bè, sau đó được chất lại trên các con lăn cho đoạn cuối cùng của cuộc hành trình. Mặc dù trên lý thuyết, phương pháp này nghe có vẻ tương đối đơn giản, nhưng một nhiệm vụ như vậy sẽ đòi hỏi hàng nghìn người và sự phối hợp nhịp nhàng của hậu cần. Vì việc vận chuyển các tảng đá xanh là một công việc to lớn như vậy, nên hầu hết các nhà sử học và khoa học đều tin rằng những viên đá cụ thể đó hẳn có tầm quan trọng lớn đối với mục đích chung của Stonehenge.
Mặc dù một cấu trúc tương tự có thể được xây dựng trong thời gian rất ngắn với các thiết bị xây dựng hiện đại, người ta ước tính rằng phải mất hơn bốn thế kỷ để hoàn thành toàn bộ nhóm đá. Không chỉ cần một kỳ công kỹ thuật kỳ diệu để kéo những viên đá, mà còn nâng các mảnh, mỗi mảnh nặng hàng trăm tấn, vào đúng vị trí.
