На позднем этапе существования верхнеднепровская культура распространилась уже по всему верхнему Поднепровью, стоянки этого времени известны по Днепру, Березине, Сожу, Ипути и т. д. Ряд стоянок исследован раскопками, среди них такие, как Стрелица, Гронов III, Лоша I, II и др.
В это время возникают большие поселения (до 10 тыс. кв. м) с наземными или слегка углубленными жилищами. Примером является Стрелица на р. Сож, где раскопано около 2 тыс. кв. м (раскопки И.И. Артеменко). Культурный слой представлял собой углистый песок мощностью до 0,55 м. На поселении обнаружено 20 открытых кострищ и 15 очажных ям, в которых были мелкие обожженные камни, зола, фрагменты керамики. Среди находок около 1 тыс. орудий, в их числе топоры и тесловидные (192 экз.), наконечники стрел (100 экз.), пластины с ретушью (552 экз.), скребки (702 экз.). Керамика содержит примесь песка, дресвы и растительных волокон, орнаментирована по всей поверхности оттисками гребенки и ямками (Артеменко, Тюрина, 1966; Тюрина, 1970).
На стоянке Тронов III изделия со вторичной обработкой составили 23,8 %. Среди них нуклеусы и ретушеры, тесла и долота, наконечники стрел и копий, бытовые орудия (скребки, скребловидные орудия, скобели на отщепах, острия, проколки, сверла, угловые и срединные резцы на отщепах). Представляют интерес небольшие тесла (размером 6–8 см), сделанные из расколотых вдоль галек с подработкой рабочего края сколами (рис. 65, 27), сохраняющие меловую корку. Наконечники копий и стрел обработаны двусторонней ретушью. Среди последних — ромбические, треугольные с прямым основанием и треугольные с черешком (Калечиц, 1987, с. 53).
Если остатки открытых очагов, очажных и хозяйственных ям обнаружены почти на всех раскопанных поселениях, то жилища известны только в трех случаях — в Лоше I, Лоше II и Сосонке. Поселение Лоша I было открыто в 1927 г. К.М. Поликарповичем и в 1975–1977 гг. раскопано Е.Г. Калечиц (620 кв. м). Обнаружено четыре жилища, из них только одно принадлежало верхнеднепровской культуре (1). Оно имело овальную форму размером 4×2 м и углублялось на 0,6 м в древнюю поверхность. В заполнении найдена керамика, шесть нуклеусов, тесло, ретушированное орудие, широкие пластины с ретушированными краями. По керамике жилище датируется поздним неолитом.
На поселении Лоша II (раскоп 2332 кв. м) открыто пять неолитических жилищ, а также 37 очажных пятен и 42 хозяйственные ямы. Все жилища округлой или овальной в плане формы, с неровным дном, глубина 0,4–0,5 м от древней поверхности. Жилище 1 овальное размером 4×6 м, в заполнении керамика и отщепы. Жилище 2 округлое, диаметр 3,8 м, в восточной части продолговатый очаг (1,8×0,5 м). Рядом с очагом круглая хозяйственная яма диаметром 0,8 м и глубиной 1,0 м. Жилище 3 почти круглое, размером 3,75×3,5 м. У северной стены располагался открытый очаг (0,7×1,0 м), а в западной части хозяйственная яма глубиной 0,95 м. В заполнении жилища найдена керамика и кремневые изделия. Жилище 4 почти круглое, размером 2,25×2,5 м. У западной стены находился очаг диаметром 0,5 м, углублявшийся в пол на 0,2 м. Снаружи к южной стене примыкала круглая хозяйственная яма диаметром 1,0 м и глубиной 0,2 м. Жилище 5 (3,5×3,0 м) имело в центре очаг, а у северо-западной стены глубокую яму (1,4 м) неясного назначения (Калечиц, 1987, с. 62–72). По территории поселения Лоша II дома располагались двумя группами. Жилища 1 и 2 — в северной части на расстоянии 4 м друг от друга. Остальные три сооружения — в южной части. Вопрос о синхронности всех объектов поселения специально не рассматривался. Вероятно, вещественный материал для этого недостаточен, особенно это касается находок на полу жилищ. Концентрация керамики и каменных изделий по территории поселения (Калечиц, 1987, рис. 31) позволяет предполагать, что две группы жилищ могли существовать в разное время, может быть, с небольшим перерывом.
На поселении Лоша II собрана большая коллекция орудий из кремня и кварцита. Представлены ретушеры и отбойники, топоры и тесла небольшого размера (до 8 см), скребки разных форм, ножи, острия, угловые резцы на отщепах, ножи, в том числе серповидные (рис. 65, 9-11), наконечники стрел ромбовидной, листовидной и треугольной форм, наконечники копий (рис. 65, 14, 19).
Еще одно жилище исследовано И.И. Артеменко на поселении в урочище Сосонка Рогачевского района Гомельской области. Оно было квадратным, размером 3,4×2,4 м, углублялось в материк на 0,3 м. В центре находилось очажное пятно, снаружи еще два очага. Вокруг углубления располагались семь опорных столбов, на которые опиралась крыша (Артеменко, 1964). По форме и конструкции жилище Сосонки отличается от рассмотренных выше сооружений, но обнаруживает сходство с мезолитическими сооружениями в правобережье Днепра, в Береговой Слободе (Калечиц, 1987, с. 96).
Таким образом, поздний этап верхнеднепровской культуры характеризуется возникновением больших поселений с жилищами. Поселения занимали те же всхолмления по берегам водоемов, что и в раннем неолите. Керамика этого времени изготовлена в технике ленточного налепа, содержит примесь песка, дресвы, реже растительных волокон. Обжиг производился на кострах, что подтверждается открытием площадок для изготовления посуды в Лоше II и Подлужье.
Посуда имела следующие основные формы: 1 — остродонные сосуды удлиненных пропорций, прямостенные, высотой до 50 см, диаметром горловины 35–40 см. Они предназначались для хранения запасов; 2 — остродонные, с выпуклыми боками и отогнутым венчиком, высотой до 40 см и диаметром до 30 см; 3 — низкие с округлым дном, высотой 10–15 см, при диаметре горловины около 25 см. Встречаются отдельные мелкие сосуды в виде чашек или мисок и так называемые ритуальные, у которых дно орнаментировано снаружи и внутри (Калечиц, 1987, с. 104, рис. 49). Характерная особенность посуды — ряды ямок под горлом или следы обвязки волокнистым шнуром.
Орнаментация посуды на позднем этапе стала гораздо разнообразнее, орнаментом покрывалась вся поверхность сосудов, он выполнялся разнообразными штампами — гребенкой, размочаленной или обмотанной шнуром палочкой, трубчатыми костями и ребрами мелких животных, углом щепки и др. Преобладают гребенчатые орнаменты (до 60–70 %) в виде горизонтальных, вертикальных, елочных и т. п. композиций. Узоры из ямчатых отпечатков (20–30 %) располагались в шахматном порядке, горизонтальными рядами, в сочетании с гребенчатыми отпечатками. Лапчатые оттиски (2–5 %) наносились палочкой, обвитой шнуром или тканью. Встречаются наколы, нарезки, фигурные штампы и т. п. Часть керамики орнамента не имеет (Калечиц, 1987, с. 106; Тюрина, 1970, с. 50).
Кремневый инвентарь можно оценить как макролитоидный, обработка орудий небрежная. Обилие природного сырья приводило к большому количеству отходов кремневой индустрии на поселениях. Изделия с вторичной обработкой составляют на поселениях позднего этапа 6-13 %, что значительно выше, чем на раннем этапе верхнеднепровской культуры. Отщепы и орудия из них решительно преобладают (от 50 до 90 %, хотя не выходят из употребления ножевидные пластины среднего размера. На позднем этапе меняется соотношение ведущих форм орудий. Если на раннем этапе до 50 % составляли скребки, то в это время возрастает число деревообрабатывающих орудий (25–46 %), среди которых преобладают тесла, часто сделанные из сработанных нуклеусов. Топоры двух типов — мелкие (4–6 см) клиновидные, с узким обухом и овальным сечением, и овально-прямоугольные в плане с овальным, а позднее прямоугольным сечением. Наконечники стрел иволистные, листовидные широкие треугольные с прямым или вогнутым основанием, ромбические.
Уже на раннем этапе верхнеднепровской культуры намечаются три локальных варианта — среднесожский, верхнесожский, деснинский. На позднем этапе они выражены отчетливо. В среднесожском варианте долго сохраняются традиции местного мезолита, что прослеживается по кремневому инвентарю и строительству квадратных жилищ (Сосонка), известных в сожской позднемезолитической культуре. Верхнесожский вариант отражает некоторое влияние населения северных районов, где существовали культуры с ямочно-гребенчатой керамикой. Деснинский вариант имел контакты с населением соседней деснинской неолитической культуры, для которой характерна керамика с ромбическим орнаментом.