Skyddsrummet - i en ihålig kvarlämnad av ett fallet träd - vid Blick Mead användes under en 90-årig period från 4336 BC, tros det.
Arkeologen David Jacques, sade: "De... använde stubben av trädet, ungefär tre meter hög, som en vägg."
Fynden visas för FN:s kulturarvsexperter, som för närvarande besöker Stonehenge.
Arkeologer är oroade en planerad 2,9 km tunnel som övervägs för den närliggande A303 huvudvägen kommer att skada platsen.
Upptäckter har också visat stenar värmdes upp av Mesolithic Period invånare och används i en härd för att avge värme i jordnära tätt.
Jacques, en senior forskare vid universitetet i Buckingham, har arbetat på Blick Mead i över ett decennium och gjort ett antal upptäckter om invånarna.
Trädstumpen skapade en vägghöjd som liknade en "modern bungalow".
"De har draperat förmodligen djurhudar eller halm runt bäckenet och kopplat den till en stolpe så det är en mycket bekväm liten plats," sade han.
Ihålighetens trävägg var fodrad med flintor och den stora jordiga gropen skapad av trädroten fodrad med kuller och dekorerad med "exotiska" stenar utanför området.
"Det finns några smarta och sofistikerade saker som pågår, de heta stenar som de sätter i denna lilla typ av alkov skulle inte ha varit i brand", förklarade Jacques.
"Det ser mer ut som dessa människor har använt dessa heta stenar som en typ av förvaringsvärmare så att du har fått en hel del värme från dem."
Jacques Jacques kommer att träffa FN:s experter senare för att begära att rutten flyttas närmare Salisbury och att hydrologiska bedömningar görs.
"Det är mycket troligt att vattenflödet skulle minskas i och runt platsen," sade han.
"Det skulle ta ut alla organiska och förstöra alla djur ben vi har hittat vilket är avgörande för att hitta var de har bott och för att få radiokol daterar från alla organiska som pollen och trä.
"Detta är oerhört viktigt för att rekonstruera hur landskapet skulle ha sett ut."
Andy Rhind-Tutt, före detta borgmästare och ordförande för Amesbury Museum and Heritage Trust sade: "Jag hoppas verkligen att teamet som levererar den efterlängtade A303 förbättringen ser allvarligt på en alternativ anpassning söder om Salisbury och bort från detta ojämlika arkeologiska landskap.
"Det skulle vara kriminellt att förstöra ett så rikt arv och kontakt med våra förfäder för att blockera synen på Stonehenge."
Ett 6.000-årigt "ekohem" har upptäckts nära Stonehenge, arkeologer har avslöjat.