I resti che diedero il nome alla specie furono scoperti nell'agosto 1856 da scavatori di calcare in una grotta denominata "Kleine Feldhofer" nella valle di Neander, nei pressi della località di Feldhof in Germania. I reperti furono mostrati a Johann Fuhlrott, insegnante di scienze, che riconobbe trattarsi di una nuova specie del genere Homo. Della scoperta dei fossili venne dato annuncio ufficiale solo il 4 febbraio 1857 (167 anni fa).
In passato la specie era stata chiamata anche "uomo di Neanderthal", dall'originale nome specifico scientifico, e Homo sapiens neanderthalensis quando era ancora considerato sottospecie dell'homo sapiens; queste denominazioni talora si riscontrano ancora e così pure avviene in altre lingue. Il problema del nome come sottospecifico non è, al contrario del primo, meramente formale, ma riflette, come verrà esposto più avanti, diversi possibili cammini evolutivi e differenti gradi di reincrocio con i sapiens.
Secondo una teoria pubblicata nel 2016 da alcuni ricercatori delle università di Cambridge e Oxford Brookes sull'American Journal of Physical Antropology, l'uomo di Neanderthal si sarebbe estinto a causa di malattie portate dai Sapiens.
