De vroegst bekende Cro-Magnon overblijfselen zijn tussen 35.000 en 45.000 jaar oud, gebaseerd op radiometrische datering. De oudste resten, van 43.000 - 45.000 jaar geleden, zijn gevonden in Italië en Groot-Brittannië. Andere overblijfselen tonen ook aan dat de Cro-Magnons ongeveer 40.000 jaar geleden het Russische Noordpoolgebied bereikten.

Cro-Magnons hadden krachtige lichamen, die meestal zwaar en stevig waren met sterke spieren. In tegenstelling tot de Neanderthalers, die een schuin voorhoofd hadden, hadden de Cro-Magnons een recht voorhoofd, zoals de moderne mens. Hun gezichten waren kort en breed met een grote kin. Hun hersenen waren iets groter dan die van de gemiddelde mens vandaag.