大荔组（Dali Fm）属更新世中期。命名剖面位于陕西大荔段家乡解放村甜水沟。底部为砾石层（即含大荔人头骨化石的层位）；下段为蓝灰、黄褐色亚粘土含砾中粗砂，具水平层理和交错层理，含蜗牛化石；上段为灰绿色粉砂夹褐色粘土、浅灰黄色黄土状粉砂，具水平层理，含钙核。本组厚28.32米，与下伏更新世早期的地层呈不整合接触。与大荔人头骨化石共生的哺乳动物化石有Castoridae gen.et sp.indet.、Palaeoloxodon sp.、Equus sp.、Pseudaxis cf. grayi、Bubalus sp.、Megaloceros pachyosteus、M. sp.等，其中6种为周口店动物群常见分子，因此大荔组与周口店组接近，但稍晚。有人估计其时代与陈家窝剖面的S2层位相当，时限为18万～23.6万年。有人用230Th测得大荔人年龄为（20.9±2.3）万～19万年。大荔组形成时间约20万～30万年，根据孢粉资料及生物分析，大荔人生活在森林草原环境中，气候温和半湿润。本组广泛分布于陕西渭河南北塬区及部分河流阶地上和沟谷中。