Durante el Pleistoceno superior se consolidan los dos tipos humanos mejor conocidos, los Neandertales (Homo neanderthalensis) que habitaron Europa y el próximo Oriente y que son descendientes directos de los humanos que habitaron Europa durante el Pleistoceno Medio, y los Cromañones (Homo sapiens), que se desarrollaron en África. Sabemos que los neandertales estuvieron muy cerca de la Sierra de Atapuerca y habitaron otras cuevas burgalesas (Millán, la Ermita, Valdegoba, la Blanca, Prado Vargas). Los Neandertales vivieron aquí durante casi todo este período de tiempo, en realidad se extinguieron hace tan sólo 30.000 años, justo en el momento en que los cromañones, nuestros antepasados directos, llegaron a esta parte del mundo en su viaje desde África, donde habían aparecido hace unos 200.000 años.
A día de hoy hemos localizado restos de asentamientos e industrias neandertales en varios yacimientos de superficie en las laderas de la Sierra (Hundidero, ..... ) así como una falange de mano muy deteriorada en el yacimiento de la Galería de las Estatuas (en el interior de Cueva Mayor). A este tipo humano podría también pertenecer el fragmento craneal localizado durante las labores de limpieza de la recientemente iniciada Cueva Fantasma.
Pero el yacimiento del Portalón también es un lugar ideal para buscar los vestigios de su posible paso por Atapuerca, ya que era un lugar habitable durante el Pleistoceno superior. Quizá también encontremos sus vestigios aquí, pero para llegar hasta ellos antes habrá que excavar muchos metros de sedimentos más modernos.
