К XVII веку исследователям понадобились новые аргументы в поддержку теорий Гальфрида Монмутского помимо утверждений, что он пользовался "одной очень древней книгой на бриттском языке". Первые раскопки в Стоунхенджа проводились по указанию короля Якова I, посетившего монумент в 1620 году. Герцог Бэкингемский предложил владельцу земли Роберту Ньюдайку крупную сумму за Стоунхендж, но столкнулся с отказом. Однако Бэкингем получил разрешение выкопать яму в центре монумента. Никаких сведений о результате работ не сохранилось, и родоначальник систематических исследований Стоунхенджа Джон Обри, расспрашивавший местных жителей в 1666 году, выяснил, что они помнят лишь о находке "оленьих и коровьих рогов, а также древесного угля". Тем досаднее выглядели намеки на более важные открытия: "Что-то нашли, но миссис Мэри Тротмэн (одна из опрошенных) забыла, что именно".

Король попросил своего главного архитектора Иниго Джонса составить описание замечательного монумента. На основании своих наблюдений Джонс пришел к выводу, что строители Стоунхенджа следовали римским правилам архитектурной планировки, но он умер, прежде чем успел опубликовать результаты своих размышлений. Пользуясь записями, оставленными Джонсом после его смерти в 1652 году, его помощник и преданный ученик Джон Уэбб написал объемистый труд "Самая Известная Древняя Достопримечательность Великобритании, в Просторечии Называемая Стоунхендж на Равнине Сейлсбери: Реконструкция". Для Джонса и Уэбба архитектурная премудрость строителей Стоунхенджа ничем не отличалась от познаний римских, архитекторов, строивших дворцы и храмы в Италии. Качество и масштабы конструкции исключали участие в строительстве древних жителей Британии, которые считались "жестоким и варварским народом, не способным даже нормально одеваться, не говоря уже о строительстве "таких замечательных памятников, как Стоунхендж". Автор книги пришел к выводу, что Стоунхендж был построен в I-IV веке н. э., в эпоху мира и изобилия, когда Англия была частью владений Римской империи.

Критики сразу же подвергли сомнению доказательства в поддержку этой теории. Они указывали, что римские пропорции в плане Стоунхенджа применимы лишь в том случае, если превратить подковообразную форму внутреннего кольца сарсенов в правильный шестиугольник. Стоячие камни вовсе не являются колоннами, не говоря уже о "тосканском ордере"1, поскольку у них отсутствует и база, и капитель". Более того, ученым современникам было трудно поверить, что римляне осуществили такой крупный строительный проект и не снабдили монумент множеством надписей, высеченных на камне.

Через несколько лет доктор Уолтер Чарльтон, личный врач короля Карла II, предложил совершенно иную датировку для Стоунхенджа после поиска сходных структур в континентальной Европе. Переписка Чарльстона с датским знатоком древностей Олафом Вормом убедила его в том, что Стоунхендж был воздвигнут в IX веке нашей эры, когда скандинавы завоевали большую часть Англии. По его мнению, Стоунхендж был местом коронации датских королей, а его планировка соответствовала форме короны. Это была актуальная трактовка с учетом того, что Карл II лишь недавно вернулся на трон, но она не подтверждалась реальными доказательствами. Отсутствие каких-либо упоминаний о Стоунхендже в ранних средневековых текстах лишает эту теорию убедительности, в то время как знакомство со скандинавскими мегалитическими постройками показывает, что они значительно уступают в размерах Стоунхенджу.

Первым, кто предположил, что Стоунхендж построен древними бриттами, был Джон Обри в 1666 году. Обри лично составил план участка и обратил внимание на кольцо углублений, расположенных с внутренней стороны вала и ныне известных как "лунки Обри". Его подход весьма отличался от предыдущих комментаторов: он не стал искать доказательств иностранного происхождения Стоунхенджа, а указал на его связь с многими другими каменными кругами на территории Британии. Обнаружив, что ни римляне, ни саксонцы, ни датчане не строили подобных монументов, Обри пришел к выводу, что они "имеют отечественное происхождение". По мнению Обри, Стоунхендж был создан друидами, известными по описанию из римских источников.

Уильям Стакли популяризировал теорию о доисторическом происхождении Стоунхенджа в 1740 году, когда вышла его книга "Стоунхендж: храм британских друидов". К сожалению, его раскопки в центре подковообразной структуры никак не подтвердили это предположение. Первая находка хронологически определимых объектов в районе монумента - несколько римских монет, выброшенных кроликами, рывшими норы в окрестностях - вызвала у него некоторую озабоченность, но он решил, что монеты были оставлены посетителями Стоунхенджа. Стакли также открыл аллею, идущую от северо-восточного входа.

Во времена Стакли посещение Стоунхенджа начало входить в моду, причем многие посетители не только жгли костры внутри круга камней, но и старались увезти с собой какой-нибудь сувенир. Стакли протестовал против "возмутительного обычая откалывать куски камня тяжелыми молотами". От этого вандализма главным образом страдали сарсены, так как "синие камни" были гораздо прочнее. Продолжающееся разграбление монумента привело к предсказуемым последствиям; в январе 1797 года один из трилитонов рухнул на землю. Это несчастье послужило толчком для дальнейших исследований. Их возглавил Уильям Каннингтон, раскопавший около двухсот могильных курганов вокруг Стоунхенджа на долине Сейлсбери. В 1802 году он изучил центральный участок; но не добился большого успеха, если не считать разрозненных находок доисторической керамики.

"Этим летом я проводил раскопки в нескольких местах, как в самом Районе, так и в окрестностях Стоунхенджа, стараясь не слишком приближаться к камням. В частности, перед Алтарем (упавший сарсен) я копал на глубину пяти футов или более и обнаружил древесные угли, кости животных и глиняные черепки.

Среди последних было несколько кусков, сходных с грубо обработанными урнами, какие иногда находят в могильных курганах, а также обломки керамики римского периода".

Результаты раскопок Каннингтона были опубликованы его богатым патроном, сэром Ричардом Колтом Хором, который оставил подробные рассуждения о древнем народе, оставившем могильные курганы на равнине Сейлсбери. Однако когда речь заходила о Стоунхендже, он ограничивался лишь выражением восторга и благоговения: "Как возвышенно! Как чудесно! Как непонятно!"