С последующим потеплением климата ледник стал быстро отступать. Страна стала подниматься. Потоки талых вод устремились к югу по широким плоским ложбинам, прорезанным заново, так как прежние долины рек были доверху заполнены отложениями. Произошла перестройка речной сети, стали формироваться третьи террасы в речных долинах. Во впадинах рельефа образовались большие озёра, в которых накапливались уже озёрно-болотные отложения. Климат этого межледникового века был довольно прохладным. И вскоре исчезнувшие было ледниковые покровы появились в Подмосковье снова. Наступил московский ледниковый век или, может быть, московская стадия днепровского оледенения. Край ледника в это время проходил через окрестности Москвы. Долины рек, углубившиеся было во время днепровско-московской межледниковой эпохи, снова заполнились отложениями. Это верхний моренный слой из трёх подмосковных.

Отступление московского ледника происходило неравномерно; длительное время его край находился на широте городов Клин и Дмитров, где сформировалась мощная стадиальная морена (возраст 140–130 тыс. лет), образующая в рельефе Клинско-Дмитровскую гряду. С Московским оледенением также связаны флювиогляциальные отложения (представлены слоистыми песками с гравием, галькой, иногда валунами), образованные потоками талых ледниковых вод в период наступания и таяния ледников, и озёрно-ледниковые отложения (супеси, суглинки, глины, часто с ленточной слоистостью), накопленные в озёрах ледниковой области.

С новым потеплением климата московское оледенение быстро прекратилось. Произошло сильное поднятие Центральной части Русской платформы и сильное переуглубление речных долин. В долинах рек сформировались вторые террасы. Началась коренная перестройка гидрографической сети. Подмосковье было захвачено верховьями бассейна древней Камы. Образовалась современная огромная долина Волги. Подмосковье оказалось в бассейне Каспийского моря. Межледниковый век сменился новым, ледниковым – валдайским. Опять на территории Скандинавского полуострова образовался огромный ледниковый щит с мощностью льда около 4000 м. Снова потоки льда пересекли Балтийское море и вторглись на опускающуюся территорию европейской части СССР. Однако на этот раз льды уже не дошли до Подмосковья, а остановились на Валдайских горах. Поэтому оледенение получило наименование валдайского.

В Подмосковье в это время установился суровый субарктический климат, и на многие сотни километров протянулась тундра с карликовыми березами и полярной ивой. Но тундра не была безжизненной – мамонты и шерстистые носороги обитали в этой суровой обстановке. Скелеты их часто находят теперь в Подмосковье. На границе со льдами обитал человек. Во время последнего оледенения сформировались первые террасы в долинах рек. Климат постепенно улучшался, становился более тёплым. Наступила послеледниковая голоценовая эпоха. Мамонты и шерстистые носороги вымерли, тундровая обстановка сменилась лесной.

Вот как этот период описал А.В.Арциховский, автор знаменитой книги «Основные вопросы археологии Москвы» (1947): «В ледниковом периоде берега Москвы-реки ещё не были, по-видимому, заселены человеком, так что палеолита у нас может и не быть. Ледниковый щит третьей ледниковой эпохи плотно покрывал эти места, растительности не было, и людей тоже. Южная граница ледника четвёртой ледниковой эпохи проходила, хотя и к северу от Москвы, но слишком близко (к югу от Верхней Волги), и Подмосковье тоже едва ли было заселено. Впрочем, точные границы человеческого обитания не установлены для палеолита нигде, тем более не установлены колебания таких границ, несомненно, происходившие тогда неоднократно. Поэтому не будет ничего особенно невероятного, если палеолит все-таки, в конце концов, найдётся в Москве или под Москвой. Правда, слишком надеяться на это не приходится, палеолитические стоянки в Средней России к северу от Оки пока неизвестны, и это едва ли случайно. Ближайшая к Москве из этих стоянок находится на Оке, в Карачарове близ Мурома. Конец четвёртой ледниковой эпохи и окончательное отступление ледника является для археологов рубежом между палеолитом и мезолитом. В мезолите страны, освобождавшиеся от ледника, всюду заселялись человеком. В Московской области мезолитические стоянки пока неизвестны, но не приходится сомневаться, что они будут открыты. Они уже известны и в более северных областях, например на Верхней Волге (стоянка в Соболеве против устья Дубны). Впрочем, исследование их только еще начато, и надо надеяться, что оно в близком будущем позволит археологам проследить все этапы первичного заселения человеком Средней России вообще, Подмосковья в частности. Неолитических стоянок между Волгой и Окой уже известно очень много. Только отличить, какие из них относятся к неолиту, какие к бронзовому веку, пока удаётся редко».

Археологическая культура – это совокупность материальных памятников, которые относятся к одной территории и эпохе, и имеют общие черты. Обычно археологическую культуру называют по какому-либо характерному признаку, которым она отличается от других: по форме или орнаменту керамики и украшений (например, культура воронковидных кубков), обряду погребения (например, катакомбная культура) и т. д. или по той местности, где были впервые найдены наиболее типичные памятники данной культуры (например, днепро-донецкая культура). Понятие археологической культуры является основным при описании народов, о которых нет письменных источников.

Археологические находки – остатки древних поселений, сооружений, погребений, отдельные предметы, найденные на территории Московского края, свидетельствуют о том, что его заселение происходило с глубокой древности. В эпоху каменного века – палеолита, когда граница материкового льда, покрывавшего большую часть Европы, проходила по Верхней Волге, сюда вслед за отступающими на север льдами вместе с растительным и животным миром впервые пришёл человек. Недалеко от села Братцева, на берегу реки Сходни, археологи нашли следы Homo Sapiens, а рядом с ним кости первобытного быка, мускусного овцебыка и северного оленя. Это было время, когда по нашей земле бродили мамонты, о чём свидетельствуют раскопки в Рублёве и Крылатском. Учёные считают, что человек появился здесь примерно 22–25 тысяч лет назад. По другим данным, начало заселения Московского края человеком относится к периоду верхнего палеолита, а это около 17–23 тысяч лет назад. Самая древняя стоянка, Зарайская, относится к костенковско-авдеевской археологической культуре.

Откуда же пришли сюда кочевые племена? По мнению археологов, их движение началось с территории современной Моравии (Чехии). Вдоль долин Вислы, Припяти, Десны они добирались до бассейна Дона, следуя за животными, миграция которых была вызвана резким потеплением. Степные зубры – бизоны – стремились в приледниковую зону, сочетавшую тундровую и степную растительность. Охотники на бизонов жили и на Зарайской стоянке, где в 2001 году была найдена ритуальная статуэтка из бивня мамонта, изображавшая этого желанного промыслового зверя.

Эпоха мезолита (среднего каменного века) в Московском крае характеризуется окончательным стаиванием ледника и изменением флоры и фауны региона, появлением множества озёр и рек. Охотники и собиратели, жившие дарами реликтовых лесов, отличались друг от друга по технике обработки камня и изготовления кремнёвых орудий и, скорее всего, принадлежали к разным общностям (условно говоря, группам племён). Исследователи относят их к двум разным археологическим культурам – иеневской и бутовской, получившим названия по стоянкам в Тверской области. Одно из древнейших поселений иеневской культуры, VIII тысячелетия до нашей эры, открыто возле села Льялово в верховьях реки Клязьмы.

В неолите, новом каменном веке, происходит дальнейшее развитие присваивающего хозяйства с ориентацией на добычу лесных видов животных и рыболовство. Переход к оседлому образу жизни привел к появлению и широкому распространению керамики – сосудов из обожжённой глины. Среди неолитических памятников Подмосковья выделяются три последовательно сменяющие друг друга археологические культуры: верхневолжская, льяловская и волосовская. «Верхневолжцы» делали керамику из глины с примесью крупного шамота и помёта водоплавающих птиц. Специальными штампами с длинными или короткими зубцами на сосуды, имевшие заострённое донце, наносился орнамент. Он ярусами покрывал большую часть их поверхности. Стоянки (поселения) верхневолжской культуры датируются второй половиной VI–IV тысячелетиями до нашей эры.