Do sự phân nhánh của H. heidelbergensis khỏi châu Phi và tiến vào châu Âu, hai nhóm này đã tách ra gần như hoàn toàn vào thời kỳ Wolstoni và thời kỳ Ipswichi, là các thời kỳ băng hà kéo dài trong Kỷ Đệ tứ gần gây nhất. Người Neanderthal đã phân nhánh từ H. heidelbergensis có thể cách đây 300.000 năm ở châu Âu trong thời kỳ Wolstoni; H. sapiens có thể đã tách ra trong khoảng 200.000 - 100.000 ở châu Phi. Các hóa thạch như hộp sọ Atapuerca và hộp sọ Kabwe là bằng chứng cho hai nhánh của H. heidelbergensis.

Homo neanderthalensis đã giữ hại hầu hết các đặc điểm của loài H. heidelbergensis sau khi phân nhánh tiến hóa. Mặc dù thấp hơn nhưng người Neanderthal thì mạnh mẽ hơn, có lông mài rậm, khuôn mặt hơi nhô ra và cằm lại chìm vào. Có thể ngoài người Cro-Magnon Man, thì họ cũng có bộ não lớn hơn tất cả những loài homini khác. Ngoài ra, Homo sapiens có bộ lông mài nhỏ hơn so với bất kỳ loài homini nào đã được phát hiện, có dáng người cao, và có khuôn mặt bằng với cằm nhô ra. Nếu xét trung bình thì H. sapiens có bộ não lớn hơn H. heidelbergensis, và nhỏ hơn của H. neanderthalensis. Cho đến nay, H. sapiens là loài homini có trán cao, mặt bằng (nhìn tổng thể không có các yếu tố nhô ra), và bộ lông mài mỏng và phẳng.

Một số người tin rằng H. heidelbergensis là một loài riêng biệt, và một số người lại cho rằng nó là một nhánh tổ tiên của các dạng Homo khác có thể có mối liên hệ với các loài riêng biệt nếu xét về di truyền học phổ thông.

Một số kịch bản về sự sống sót của các loài:

• H. heidelbergensis > H. neanderthalensis
• H. heidelbergensis > H. rhodesiensis > H. sapiens idaltu > H. sapiens sapiens

Những người ủng hộ quan điểm nguồn gốc đa khu vực của người hiện đại hình dung rằng có sự sinh sản giữa các giai đoạn tiến hóa và người thẳng đứng,[4] hoặc trao đổi gene các nhóm lân cận trong các thế hệ kế tiếp.