Одновременно внутри окружностей точно на оси всего сооружения был установлен отдельный камень больших размеров, так называемый алтарь; он смотрел на северо-восток, в сторону пяточного камня. Однако после проверки расположения внешних камней ученые, к своему удивлению, обнаружили, что на этой фазе пяточный камень сдвинули немного восточнее (вправо, если смотреть из центра всего сооружения); одновременно с этим впереди пяточного камня были поставлены два новых каменных блока, как бы обозначая новую ось. Чтобы приспособиться к этим изменениям, проход внутрь круга был расширен вправо (на запад), для чего была засыпана часть рва и расширена аллея.
Неожиданно для себя исследователи обнаружили, что главным нововведением в Стоунхендже II стала не установка голубых блоков, аобозначение новой оси,которая располагалась восточнее старой.
Стоунхендж І в неизменном виде просуществовал семь веков, тогда как лишь третья фаза строительства изменила Стоунхендж II всего через несколько десятилетий. Кто-то, обладающий властью, принял решение придать комплексу монументальный и вечный характер. Именно тогда огромные сарсеновые блоки весом от сорока до пятидесяти тонн были доставлены в Стоунхендж с известковых холмов Мальборо, расположенных на расстоянии около двадцати миль. Принято считать, что всего таких камней было семьдесят семь.
Какой бы трудной ни была перевозка этих камней общим весом несколько тысяч тонн, установить их было еще сложнее. Камни тщательно обработаны, и им придана нужная форма. Горизонтальные перемычки имеют правильный изгиб, а также шипы, которые точно совпадают с пазами в вертикальных блоках. Все подготовленные опоры нужно было установить парами в виде правильной окружности, а затем водрузить на них перемычки. Неизвестно, каким образом строителям удалось справиться с этой задачей, которую еще больше усложнял уклон местности.
Одновременно новой оси был придан постоянный характер путем установки двух новых массивных привратных камней, заменивших старые. Считается, что упавший жертвенный камень как раз мог быть одним из этих новых камней.
Чтобы освободить место для сарсенового кольца и подковы, или овала, из трилитонов, два кольца голубых камней Стоунхенджа II были полностью убраны. Девятнадцать из них сформировали внутреннюю голубую подкову (теперь ее считают незаконченным овалом), а пятьдесят девять предположительно должны были образовать два новых кольца (лунки Y и Z), внешних по отношению к кольцу сарсенов. Кольцо Y должно было состоять из тридцати камней, а кольцо Z из двадцати девяти. Некоторые из исходных восьмидесяти двух блоков могли быть предназначены либо для перемычек, либо (как предположил Джон И. Вуд в своей работе «Sun, Moon and Standing Stones») для замыкания овала. Однако кольца Y и Z так и не были построены; вместо этого голубые блоки поставили в виде одного большого голубого кольца (точное количество их неизвестно – по некоторым оценкам 60). Также неизвестно время сооружения этого кольца – то ли сразу же, то ли два столетия спустя. Некоторые исследователи считают, что примерно в 1100 году до нашей эры в Стоунхендже также проводились работы, преимущественно в районе аллеи.