千曲川下流域を特徴づける地形は広大な自然堤防である。これはどの規模の大きな自然堤防は、県内の他の流域ではみることができない。こうした自然堤防への人びとの進出は、河川流域への縄文人の進出として戦後まもなくから注意されていた。善光寺平のような広い沖積地を利用しはじめたのは、つい最近まで稲作農業が開始された弥生時代からというのが全国的にも一致した見解であった。
しかし、近年の長野自動車道・上信越自動車道の建設にともなう発掘調査によって、地表下四~六メートルという深い場所から縄文時代中期の遺跡が発見されたことによって完全にくつがえされてしまった。善光寺平では石川条里遺跡のように、それより少し早い前期のはじめから自然堤防を縄文人の居住域に取りこんでいったのである。現在われわれが目にする自然堤防は縄文時代に形成され、縄文人が住んだ地形の高まりの上にその後の洪水堆積物をのせながら、弥生時代以降の人びとのもっとも安定した生活の舞台になったと推測される。
松代地区では、千曲川の自然堤防上に立地する東寺尾地籍で一九九〇年に松原遺跡が発掘され、四メートル下から縄文前期末から後期の集落が発掘された。厚い洪水堆積層下の縄文中期末葉から後期前葉の生活面に、竪穴住居の集落域に接して、日本でもあまり例をみない縄文時代の柵列(さくれつ)が検出された。径は一二~一四センチメートル、深さは一〇~三〇センチメートルで、底面が鋭角であることから、杭(くい)のような先端部をとがらせた木材を打ちこんだ柵列である。間隔は四〇センチメートル以上でほぼ等間隔に、弧(こ)状あるいは環状を意識して居住域を取りかこむように規則的に並んでいた。類例がないためにはっきりしないが、居住域と祭祀(さいし)域を空間分割する遺構であろうか。
松代町大室の村東山手遺跡では、鉄平石を家の床に敷き詰めた後期の敷石住居、死者を平石で長方形に囲んで棺とした石棺墓、廃屋を埋葬場とした廃屋墓がみられた。安茂里の平柴平遺跡は、縄文後期の敷石住居や多量の土器・石器とともに土製の匙(さじ)も出土した。
犀川支流の土尻川流域に入ると、後期の中条村宮遺跡では、抜歯をともなう人骨を埋葬した石棺墓が発掘されている。縄文時代の土尻川流域は、姫川流域に産する磨製石斧の素材となる蛇紋岩、装飾品の材料となる滑石・翡翠(ひすい)を千曲川流域に運んでくる重要な流通路であった。