Далі, розселяючись на території Європи, слов’янські племена асимілювали місцеву дослав’янську людність, що спричинило до певних змін їхніх фізичних рис. Вплив дослав’янського субстрату відчутний у багатьох регіонах слов’янського ареалу: фінського – у європейській частині Російської Федерації, балтського – на теренах Білорусі, фракійського – в східній частині Балкан тощо.
Аналіз наявних на сьогодні краніологічних даних свідчить про те, що відносна широколицість як одна з визначальних рис слов’ян у найвиразнішій формі простежується серед північно-західних груп давньоруської людності України – нащадків літописних древлян і волинян. За цією та деякими іншими ознаками (зокрема, великими розмірами черепа), вони схожі з мазовшанами, західними кривичами, а також середньовічними балтійськими племенами: латгалами, земгалами, ятвягами та ін. Усі ці групи належать до кола масивних північних європеоїдів. Висловлювалась думка, що відносна широколицість західної групи східнослов’янських племен і балтів є проявом єдиного антропологічного субстрату, генетичні витоки якого пов’язані з носіями неолітичних та енеолітичних культур Центральної та Північно-Східної Європи. Своєрідним «антропологічним еквівалентом» балто-слов’янської спільності, що має місце в минулому, є один з одонтологічних типів, поширений серед сучасних летто-литовських та східнослов’янських народів – середньоєвропейський. Починаючи з неолітичної доби, був властивий і їхнім попередникам на території Південної Балтії та Східної Європи.
Приналежність північно-західної групи літописних племен сучасної території України до кола північних європеоїдів пояснюється не лише давньою генетичною спорідненістю балтів та слов’ян. Ще однією причиною цього могли бути їхні безпосередні контакти. На думку В. В. Сєдова, частина поховальних комплексів давньоруського часу на Волині, де під час зведення насипів використовувалося каміння, була залишена дреговицько-ятвязьким населенням. Подібних висновків дійшов і автор цієї праці, відзначивши в деяких могильниках цього регіону східну орієнтацію померлих, характерну для балтських поховань чоловіків. Аналізуючи морфологічні особливості черепів із Возвягля, Т. О. Рудич вказала на властиву їм мезокранію, широколицість, тенденцію до ослаблення горизонтального профілювання обличчя, помірне випинання носа. Цей своєрідний комплекс краніологічних ознак має чіткі аналогії зі збірною серією черепів ятвягів II–V ст. н. е.
Широколиці варіанти були властиві також давньоруській людності Прутсько-Дністровського межиріччя, де мешкали нащадки південно-західної групи літописних племен – тиверців і уличів, та Північної Буковини – ареалу білих хорватів. Аналізуючи морфологічні витоки східних слов’ян у цих регіонах, М. С. Великанова вказала на різкі відмінності між ними та їхніми безпосередніми попередниками – носіями черняхівської культури,