Baskernas speciella språk och genetiska sammansättning i norra Spanien och södra Frankrike har förbryllat antropologer i årtionden.
En teori föreslog att de var en oblandad ficka av inhemska jägare.
En undersökning i tidskriften PNAS visar att de härstammar från tidiga jordbrukare som blandade sig med lokala jägare innan de blev isolerade under årtusenden.
Baskerna har unika seder och ett språk - Euskera - som inte har något samband med något annat som talas i Europa, eller faktiskt i världen.
Inbäddade i ett bergigt hörn av Atlantic Europe visar de också tydliga genetiska mönster för sina grannar i Frankrike och Spanien.
Det verkade logiskt att de var företrädare för ett äldre befolkningsskikt, men precis hur långt tillbaka deras rötter gick har varit ett diskussionsämne.
Mattias Jakobsson från Uppsala universitet analyserade genomen av åtta stenålders mänskliga skelett från El PortalÃ3n i Atapuerca, norra Spanien.
Dessa personer levde för mellan 3.500 och 5.500 år sedan, efter övergången till odling i sydvästra Europa.
Resultaten visar att dessa tidiga iberiska jordbrukare är de närmaste förfäderna till dagens basker.
Jämförelser med andra forntida europeiska jordbrukare visar att jordbruket fördes till Iberia av samma invandrargrupper som introducerade det i centrala och norra Europa. Dessa pionjärer expanderade från ett hemland i Främre Orienten och svepte över Europa för omkring 7.000 år sedan för att inleda den period som kallas neolithic.
När bönderna väl bosatte sig blandade de sig med lokala jägare-samlare - ättlingar till människor som levde i Europa under den senaste istiden.
Den El PortalÃ3n individer hade faktiskt fler jägare-samlare ursprung än pionjärer jordbrukare från Tyskland, Ungern och Spanien som levde flera tusen år tidigare.
Den nya studien förklarar också en del av skillnaderna mellan baskerna och deras grannar i Frankrike och Spanien.
Efter att den ursprungliga bonde-jägare blandningen sattes, blev förfäderna till baskerna isolerade från omgivande grupper - kanske på grund av en kombination av geografi och kultur.
– Det är svårt att spekulera, men vi har arbetat med baskiska historiker och det framgår tydligt av den historiska historien att detta område var mycket svårt att erövra, berättade professor Jakobsson för BBC News.
Detta innebär att Baskien till stor del inte påverkades av senare migrationer som formade genetiska mönster på andra håll i Europa.
En av dessa rörelser inträffade under bronsåldern, då pastoralister från Steppe - på kontinentens östra periferi - färdades västerut en masse. Denna migration spred förmodligen indoeuropeiska språk över hela Europa och påverkade de centrala och norra delarna av kontinenten i större utsträckning än de södra.
Även om genom av franska och spanska individer visade bevis för denna östra genetiska insats, gjorde inte baskernas genom.
En annan migration tjänade till att ytterligare skilja baskerna från deras spanska grannar. I ANNONS 711, en Muselman armé korsade från Nordafrika in i Iberia, början en ockupation som varade mer än 700 år.
Även om en liten mängd nordafrikanska och subsahariska förfäder kan upptäckas på spanska, är den till stor del frånvarande från baskerna.
Tidigare studier har visat att människor som är födda på den italienska ön Sardinien är mest genetiskt likartade med pionjärbönderna i Centraleuropa.
Sardinerna blev också isolerade efter jordbruksövergången, men de saknar ytterligare anor för jägare och samlare som kännetecknar baskerna.
Paradoxalt nog visar arkeologin att Europas tidigaste jordbrukare kom från Främre Orienten, men att befolkningar som lever i den regionen i dag inte särskilt liknar dem genetiskt.
Detta beror på att genetiska mönster i Turkiet och Mellanöstern omformades av migrationer från omgivande områden efter tidig neolitisk.
Andelen jägare/samlare har olika ursprung i Europa och uppgår till omkring 30 % i estländare och litauer, men det finns inga "rena" ursprungseuropéer kvar. De verkar ha assimilerats av de neolitiska migranterna, som förmodligen hade ett större antal.
DNA från gamla kvarlevor tycks ha löst gåtan hos en av Europas mest gåtfulla människor: baskerna.