Poszczególne znaleziska pitekantropów różnią się między sobą dość znacznie wiekiem geologicznym. Starsze mogły współwystępować z australopitekami przez około 800 tysięcy lat, do czasu ich wymarcia około 1 mln lat temu. Najmłodsze skamieniałości, pochodzące z Jawy sprzed 200–400 tysięcy lat, dowodzą, że Homo erectus przetrwał na Jawie co najmniej 250 tysięcy lat dłużej, niż na kontynencie azjatyckim i około 1 mln lat dłużej, niż w Afryce.
Wczesne formy pitekantropa odznaczają się na ogół prymitywniejszą budową niż formy późniejsze: najstarsze pitekantropy mają największe żuchwy, bliskie lub nawet równe rozmiarami żuchwom niektórych australopiteków południowoafrykańskich. Ponieważ przodkami pitekantropów były niewątpliwie istoty typu australopiteków, występowanie takich form przejściowych nie jest dziwne, a kwestia, czy zaliczyć je jeszcze do australopiteków, czy już do pitekantropów, jest sprawą czysto umowną. Wyraźne zmiany w obrębie pitekantropów następowały również w pojemności puszki mózgowej. Dwie nadające się do zmierzenia czaszki z Trinil mają pojemność 780 i 960 cm³, późniejsze od nich czaszki z Chin zaś 1000–1200 cm³.