2008年发现于西伯利亚阿尔泰山脉的丹尼索瓦岩洞中，年代为4.1万年前。化石遗存为一段指骨、两颗牙齿和一段趾骨，同层位的堆积物中还发现了骨器和石器。通过分析指骨中遗存的线粒体DNA，发现这段指骨属于一名5～7岁的小女孩。

推测在当时丹尼索瓦岩洞也有智人和尼安德特人生活，但研究者们认为丹尼索瓦人既不是智人，也不是尼安德特人。这意味着3万～4万年前欧亚大陆还有其他古人类活动，三种人类的分化始于100万年前。随后的核基因组分析认为，丹尼索瓦人和尼安德特人有最近共同祖先，它们的分布范围一度从西伯利亚到东南亚，并与某些现代人的祖先生活过。现在的美拉尼西亚人和大洋洲土著人中间有3%～5%的丹尼索瓦人基因。

使用古DNA提取和分析技术对比岩洞中发现的尼安德特人和丹尼索瓦人，发现当地的人类居群有广泛的基因交流，同时生活在丹尼索瓦岩洞中的尼安德特人，拥有17%的丹尼索瓦人基因。由于化石材料不多，人们对丹尼索瓦人的形态学所知甚少。发现的女性指骨化石宽大且粗壮，超过现代人的变异范围，表明丹尼索瓦人可能体型十分强壮，类似尼安德特人。牙齿形态比较原始，没有尼安德特人和智人的诸多衍生特征，而是接近于直立人。