在擴張並走出非洲時，現代人種遇見了古老的人種，比如尼安德特人，並最終取代了他們（進步總是有代價的）。現代人類大約4萬年前出現在歐洲，首先抵達尼安德特人領地的東面和北面，即尼安德特人還沒佔領的廣闊草原。有可能是更先進的工具，特別是可以縫製衣服的針，使得人們能夠開始定居。
之後，現代人類的祖先向南面和西面遷徙，迫使尼安德特人轉移駐地。這是預料中的事，當兩個姐妹群體競爭同樣的資源的時候，生態學理論說明其中一方會爭贏另一方。現代人類的祖先大約花了僅1萬年時間就完全取代了尼安德特人，後者最後出現的地方大約是當今的西班牙南部。
僅僅從結果看，現代人類完全超越了尼安德特人，但我們不知道他們的關鍵優勢究竟是什麼，反正不比知道他們擴張的群體走出非洲的原因更多。對此有許多種解釋，其中一些或全部都有可能是對的。
其中一個解釋是現代人類有可以射擊的武器，這和更早期的投擲武器截然不同。如果體重更輕的現代人類可以和尼安德特人打獵技術一樣好，但同時只需要攝入更少的熱量，那麼身體沉重的尼安德特人會被淘汰。即便尼安德特人能成功地複製這一技術，但由於他們體重更重，他們仍然需要在打獵中消耗掉更多的能量。發掘出的屬於奧瑞納文化（公元前32000—公元前26000年的一種歐洲文化）的小型石器說明這個圖景大概真的出現過，但是，最早出現的長矛投擲器（或說標槍），在晚得多的時期才被製造出來。另一個解釋說現代人類更聰明，這也可能就是原因，但很難證明。
或許最普遍和最有吸引力的解釋是現代人類發展出了高級語言能力，所以能把尼安德特人「說死」。這個解釋得到了許多支持。很容易想像高級語言能力能帶來許多好處，特別是在聚落或部落的層面上。舉例說，當今的狩獵兼採集者非常熟知當地景觀以及本土動植物外貌和屬性，這一點普遍為人所知。他們擁有的知識也包括對發生在一代人以前的罕見而重要的事件的記憶，這一點在不穩定的冰期氣候條件下尤為重要。很難想像如果複雜語言缺席的話，幾代人之間的信息傳輸怎麼有可能。沒有複雜語言進行溝通，大概很難有複雜多元的文化，別的不說，工具和武器的升級就會有很大限制。
從非洲開始延續到歐洲的考古記錄中，我們看到現代人類和較早一些的人種遠程貿易和交換的跡象，交換內容是用很遠的地方出產的原材料製作的石器。尼安德特人從來不這樣做，而這些貿易是有益的，就這一點來說現代人類會更佔上風，而且也很容易想像語言能力的提高會有助於貿易。那些貿易聯繫（和所需的語言能力）有可能讓人們形成大規模的聯盟（例如部落聯盟），而擁有貿易和聯盟的社會能勝過沒法同樣組織起來的對手。
無論現代人類取代尼安德特人這一過程的驅動力是什麼，這個過程都很慢，特別跟有記錄歷史的時間尺度比較，可以說過程大概完全不劇烈。從莫斯科到馬德里的距離是2000英里（約3219公里）多一點，對1萬年來說這實在不算很遠。現代人類進軍歐洲的過程比較像是偶爾打一些小戰役，現代人類往往能得勝。或許現代人類是比較好的獵手，他們讓大獵物變得稀缺，鄰近的尼安德特人群體就倒霉了。也有可能現代人類身體更輕，飲食結構更豐富（包含了魚），使他們更容易在艱難時期存活。更可能的是，實際上所謂的優勢是所有以上所說的模式某種程度的混合。
當然，還有其他可能性。生物學上的優勢有許多形式，它們不一定都是很好的，事實上它們可能是徹頭徹尾的尷尬、噁心和最糟糕的無聊。一個真實可信又尷尬的可能性是現代人類走出非洲的時候攜帶了一些疾病和寄生蟲，那些對他們本身全然無害，但對尼安德特人和原始東亞人是非常致命的（「寄生蟲」理論）。這個理論沒有直接證據，事實上這很難有證據：細菌絕少留下化石證據。然而我們知道這一機制在自然界的一些例子。白尾鹿攜帶一種不會傷害自身的腦蠕蟲，但這種蠕蟲對麋鹿是致命的。[1]所以白尾鹿十分善於取代麋鹿群體，當它們的傳統天敵（比方說狼）大部分消失了之後，它們就一直在替換掉麋鹿群。另一個例子：當人們把美國灰松鼠引進英格蘭的時候，本土紅松鼠大大減少了。灰松鼠攜帶一種自身能抵禦但卻會極大損害本土紅松鼠的病毒。[2]
對於尼安德特人比起現代人類處於競爭劣勢這一論述，我們聽到一些蠢得可笑的批評，說是這一論述有種族主義的立場。很奇怪的是，說一個50萬年前從現代人類中分離出來的一個群體（一般都認為那是一個不同的人種）有某種生物學上的劣勢是過分的，哪怕我們現在就在這兒而尼安德特人早已消失。為了這事，我們看到有人爭辯說，有些基因是從遠古人類中甄選出來的這一論述是種族主義的，而另一些人說人類沒有選取任何尼安德特人的基因這一論述是種族主義的。
儘管考古學證據指出，在現代人類取代尼安德特人的過程中，兩者並沒有很長時間地在某一個地方共存過，但還是有一些理由相信兩種人類群體曾經接觸過。在一些地方，特別是在法國中部和西南部，以及西班牙北邊，我們找到一種距今35000年到28000年的工具傳統（夏特佩赫農時期工藝）；這種傳統看起來像是混合了尼安德特人的一些技術（穆斯特文化時期工藝）和一些現代人類的技術（奧瑞納文化）。「夏特佩赫農」這個名字來自與Grotte des Fees洞穴（精靈洞穴）所在地鄰近的法國夏特佩赫農小城。夏特佩赫農土壤沉澱中含有尼安德特人穆斯特工藝中典型的燧石芯，混合了更晚近的技術。其中一種典型的工具是一把單刃的燧石刀，它和奧瑞納時期工藝中的雙刃刀截然不同。更重要的是，有許多人類骨架是和從事夏特佩赫農時期行業相吻合的，並且它們都是尼安德特人的。這有力地證明了不同人類群體間的互動，互動的程度足夠尼安德特人向現代人類學到一些有用的技術。如果是這樣的話，我們可以瞭解一點尼安德特人的認知能力，主要是他們不可能在認知能力上遠遠落後於現代人類。至少，他們學習新東西的能力也比黑猩猩好得多。
這些人類群體間的互動有可能有重要的結果。熟絡或許會滋生輕蔑，但不熟絡的話就是什麼也沒有了。