В конце неолита в III тыс. до н. э на территорию Беларуси проникают финно-угрские племена. Эти племена сформировались в Сибири и заселили побережье Северного Ледовитого океана. Начав миграцию из-за Урала в Восточную Европу, финно-угры прошли по лесной зоне до Балтики и заселили Финляндию, а впоследствии дошли до белорусских земель. Ареал расселения финно-угров в Беларуси определяется исследователями по-разному. Общим для них всегда выступала гребеньчато-ямочная керамика.
В процессе расселения индоевропейских племен в конце каменного и начале века металлов шел процесс формирования новых этнических общностей, выделения их языковых отличий. В отношении прародины индоевропейцев в исторической науке существуют разные концепции. Одни ученые прародиной индоевропейцев считают Балканы, другие – южные степи Восточной Европы и районы Сибири. Однако наиболее научно обоснованной представляется концепция переднеазиатской прародины индоевропейцев, согласно которой они проживали вероятнее всего в Передней Азии (территории современных Турции, Ирака, Ирана).
В поисках новых земель, пригодных для выпаса большого количества скота, индоевропейцы в IV–III тыс. до н. э. начали миграцию и проникли в Европу. Первоначально они заселили Северное Причерноморье, степи между Дунаем, Днепром, Доном и Волгой, а затем расселились по всему континенту, в результате чего возникли такие крупные индоевропейские этнические общности, как германцы, кельты, италики, балты, славяне. С переходом к веку металлов у них возникло имущественное неравенство, началось разрушение кровнородственной общины.
Белорусские земли начали осваиваться индоевропейцами на рубеже III–II тыс. до н. э., когда со Среднего Поднепровья сюда проникли балтские племена. Начался балтский период этнической истории Беларуси (III–II тыс. до н. э. – середина I тыс. н. э.). Заселив территорию Беларуси, балты вышли к побережью Балтийского моря и проникли в другие регионы. В результате образовался ряд культур шнуровой керамики (боевых топоров), среди которых выделялась среднеднепровская археологическая культура. Она охватывала белорусское Поднепровье и соседние районы Украины. Кроме того, существовали племена шнуровой керамики Полесья, висло-неманской и северобелорусской археологических культур. Появление племен шнуровой керамики, активно использовавших боевые лодкоподобные кремниевые топоры и производивших керамику, обильно украшенную оттисками шнура, знаменовало конец эпохи неолита и открывало эпоху раннего бронзового века. По мере расселения в некогда единой балтской общности начинается дифференциация в связи контактами с местным доиндоевропейским населением. В результате выделилось три ветви балтов: западные, которые составили основу племен пруссов, восточные – основа современных литовцев и латышей – и днепровские балты, заселившие почти всю территорию Беларуси. Под влиянием балтов местные племена ускоренно переходили к земледелию и животноводству. В VII в. до н. э. эти племена научились добывать и обрабатывать железную руду.
Материальная культура населения железного века Беларуси изучена хорошо; более сложно решаются вопросы его этнической принадлежности. Известно только, что во II–I тысячелетии до н. э. в бассейнах Немана, Западной Двины, в Верхнем Приднепровье образовались балтские группы племен и народов. В V–II вв. до н. э. на западе Беларуси сложились племена ятвягов и дайновы, на севере сформировалась лотва, а на востоке – голядь и латыгола. На земли Брестчины с запада переселились позднелужицкие племена восточнопоморской культуры, которых нередко относят к первым славянским племенам на Беларуси. Археологическая карта расселения племен железного века выглядит следующим образом. На юге доминировали племена милоградской археологической культуры (неясная этническая принадлежность – возможно, невры (по Геродоту)); в средней и северной Беларуси распространились племена штрихованной керамики и днепро-двинской археологической культур (балты). Указанные племена контактировали между собой и постепенно смешивались. На рубеже новой эры в Поднепровье зародилась зарубинецкая археологическая культура (возможно, славяне).