Les chercheurs ne peuvent pas affirmer sans équivoque comment Stonehenge a été construit, bien que les théories abondent sur sa construction. La plus grande partie du mystère réside dans la façon dont les pierres bleues ont été transportées d'une carrière au Pays de Galles à la plaine de Salisbury où repose Stonehenge, sur une distance totale de 250 miles.
Stonehenge a été construit avec un anneau extérieur de pierres sarcens, qui ont été extraites près de la plaine de Salisbury, mais la pierre bleue a été utilisée pour former l'anneau intérieur. La source de pierre bleue la plus proche se trouve dans les montagnes de Presili, dans le sud-ouest du Pays de Galles, sur une distance linéaire de 140 milles, mais une distance de transport totale de 250 milles si l'on considère les moyens probables utilisés par les constructeurs pour acheminer les pierres bleues sur le chantier de construction.
L'une des théories les plus acceptées est que les pierres ont été roulées sur d'énormes bûches jusqu'à la rivière, descendues la rivière dans des paniers ou sur des radeaux, puis rechargées sur des rouleaux pour le dernier segment du voyage. Bien que la méthode semble relativement simple en théorie, une telle tâche aurait nécessité des milliers d'hommes et une logistique bien coordonnée. Parce que le transport des pierres bleues était une entreprise énorme, la plupart des historiens et des scientifiques pensent que ces pierres particulières ont dû avoir une grande importance pour l'objectif global de Stonehenge.
Bien qu'une structure similaire puisse être construite en très peu de temps avec des équipements de construction modernes, on estime qu'il a fallu plus de quatre siècles pour terminer l'ensemble du groupe de pierres. Non seulement il a fallu une prouesse d'ingénierie pour transporter les pierres, mais aussi pour soulever les pièces, pesant chacune des centaines de tonnes, en place.