הפלאונטולוג דייוויד סטדמן והארכאולוגים קלאודיו קריסטינו ופטריסיה ורגס ערכו ב-1994 חפירות בתעלה לפני האהו בחוף אנקנה. הם חשפו בשכבות הארכאולוגיות הקדומות ביותר שבהן הייתה עדות לנוכחות אדם פחמי עץ ועצמות, בעיקר עצמות דולפינים, עצמות עופות יבשה, עצמות של החולדה הפולינזית, כמו גם מעט עצמות דגים ותרנגולות. תיארוך פחמי העץ נע בין שנת 660 לספירה לשנת 900 לספירה. חוף אנקנה הוא המקום הכמעט יחיד שניתן להנחית עליו סירות באי הפסחא, וסביר ששימש כנקודת ההתיישבות הראשונה באי.
לעומת זאת, תיארוך הממצאים בחפירות שביצעו האנתרופולוג טרי האנט מאוניברסיטת הוואי והארכאולוג קארל ליפו מאוניברסיטת המדינה של קליפורניה ב-2004, גם הן בחוף אנקנה, מגלה תאריך אפילו מאוחר עוד יותר, 1200 לספירה. "תיארוך באמצעות פחמן של השכבות הסטרטיגרפיות המוקדמות ביותר באנקנה באי הפסחא וניתוח של תיארוכים קודמים באמצעות פחמן-14 מרמזים שהאי יושב מאוחר יותר, בערך בשנת 1200 לספירה. ההשפעות האקולוגיות המשמעותיות וההשקעות התרבותיות הראשיות בארכיטקטורה המונומנטלית ובפסלים החלה אם כן מיד לאחר תחילת ההתיישבות". תאריך זה מקביל למועד התיישבות הראשונה של פולינזים באיי הוואי.
מקור האוכלוסייה.
גם לגבי השאלה מניין הגיעו התושבים הראשונים, והאם היה גל הגירה אחד לאי או כמה גלי הגירה קיימת מחלוקת.
השערה אחת, שנושא דגלה היה האתנוגרף הנורווגי תור היירדאל, היא שהיו כמה גלי הגירה לאי, ושחלק מהתושבים הגיעו מיבשת אמריקה הדרומית. עשרים שנים קודם לבואו לראשונה לאי הפסחא התגורר תור היירדאל במשך כשנה באי פאטו היווא בקבוצת איי מרקיז לאחר שסיים את לימודיו בזואולוגיה. מפי הילידים באי שמע את הטענה שאבות אבותיהם הגיעו ממזרח, כלומר מיבשת אמריקה הדרומית. היירדאל ניסה להוכיח כי מסע כזה אפשרי בכך ששחזר ב-1947 מסע מפרו לפולינזיה על רפסודת בלזה, אותה כינה קון-טיקי. כחלק נוסף מהניסיון להוכיח שתושבי פולינזיה הגיעו מאמריקה הדרומית ארגן היירדאל משלחת ארכאולוגית לאי הפסחא בשנים 1956-1955. חברי המשלחת, ובהם הארכאולוג האמריקני ויליאם מולוי, ערכו מחקר ארכאולוגי מעמיק באי. בסופו הגיע היירדאל למסקנות הבאות:
העובדות עליהם הסתמך היירדאל לתמיכה בתאוריה זו היו:
במשך שנים רבות הייתה השערה זו התאוריה המקובלת. כך למשל מופיעה תאוריה זו כעובדות היסטוריות בערך על אי הפסחא באנציקלופדיה תרבות משנות ה-60 של המאה ה-20, אבל מרבית החוקרים בנושא כיום דוחים תאוריה זו.
ההשערה הנוכחית היא כי המתיישבים המקוריים היו פולינזים. כבר כאשר מגלה ארצות האנגלי ג'יימס קוק ביקר באי ב-1774 הצליח אחד מאנשי צוותו, פולינזי שנולד בבורה בורה לשוחח עם הילידים בפולינזית. קרסי הדיג, גרזני האבן ושאר הכלים בהם השתמשו הילידים היו פולינזיים טיפוסיים, הצמחים אותם גידלו התושבים הם גידולים פולינזיים טיפוסים וגם בעלי החיים שהביאו עמם, התרנגולת והחולדה הפולינזית מקורם בפולינזיה. המסורת שעברה בעל פה בין הילידים מספרת על המנהיג "הוטו מאטואה" (Hotu Matu'a) שהוביל את קבוצת המתיישבים הראשונה מקבוצת האיים האגדתית "היבא" (Hiva), ככל הנראה קבוצת איי מרקיז, בהם סיומת שמות שלושה איים היא היבא. משערים לכן שהתושבים המקוריים הגיעו בגל הגירה אחד באמצעות סירות קאנו או קטמרן ממנגארווה בקבוצת איי גמבייה במרחק של 2,600 קילומטרים מאי הפסחא או מקבוצת איי מרקיז במרחק 3,200 קילומטרים מאי הפסחא. מחקר השפה מגלה שהשפה הקרובה ביותר לשפתם של ילידי אי הפסחא היא הפולינזית המדוברת במנגארווה, כשבערך כ-80% מאוצר המילים של שתי השפות זהה. מסע ממנגארווה לאי הפסחא על סירה פולינזית משוחזרת ב-1999 ארך 19 יום.
אף שהתאוריה של היירדאל על הגירה מאמריקה הדרומית אל האי נדחתה על ידי החוקרים הסתבר בעשור הראשון של המאה ה-21, שיש בה גרעין של אמת. ראשית, כל החוקרים מסכימים כי מקורה של הבטטה, ירק מאכל פופולרי במשך מאות שנים בקרב הפולינזים, הוא באמריקה הדרומית. שנית, בחפירה ארכאולוגית שבוצעה באתר אל ארנל בצ'ילה (El Arenal) ב-2007 נתגלו עצמות תרנגולת שתוארכו בין 1321 ל-1407, למעלה ממאה וחמישים שנים לפני שהספרדים, שעד תגלית זו נחשבו כמי שהביאו לראשונה את התרנגולת לאמריקה, הגיעו לאזור. חפירות באי מוצ'ה הסמוך לחופי צ'ילה חשפו עצמות תרנגולת וגולגולות בעלות מאפיינים פולינזיים, ושלישית, במחקר גנטי של 27 ילידים באי הפסחא נתגלה כי אף שמרבית מקור ה-DNA הוא פולינזי (כ-75%), יש בו גם מקור אירופאי (כ-15%), ודרום אמריקאי (כ-10%). האחרון מקוטע מאוד וסטטיסטית הוא הצטרף למאגר הגנים לפני 19 עד 23 דורות, מה שהוביל למסקנה שהיחסים בין שתי האוכלוסיות התרחשו בין 1280 ל-1495. המקור האירופי לפי המחקר הוא מהתקופה שבין 1850 ל-1895, שהוא מתאם מושלם לעובדות ההיסטוריות הידועות. המסקנה המתבקשת מעובדות אלו שהיה קשר בין פולינזיה לאמריקה הדרומית, אבל הפוך לתאוריה של היירדאל. לא אינדיאנים הגיעו לפולינזיה, אלא בני פולינזיה הגיעו לאמריקה הדרומית, השאירו שם תרנגולות, ולקחו עמם את הבטטה ונשים מקומיות. מחקר שהתפרסם ב-29 בספטמבר 2017 בכתב העת Current Biology ובדק DNA של תושבים קדומים באי הפסחא לא גילה שום מקור מלבד פולינזיה, ובכך סתר לכאורה את המחקר הקודם. המחקר מיצה DNA מצלעות של חמישה שלדים המתוארכים בין השנים 1445–1945, שנחפרו באי בשנות ה-80 של המאה ה-20 ונשמרו במוזיאון קון-טיקי באוסלו, ולא מצא בו מקור אירופאי או דרום-אמריקאי. עם זאת, מבקרי מחקר זה מציינים שהדגימה (חמישה פרטים) קטנה מכדי להוות הוכחה.
החברה הקדומה.
מהמסורות שנמסרו בעל פה למיסיונרים בשנות ה-60 של המאה ה-19 ומהחפירות הארכאולוגיות עולה כי החברה הקדומה חולקה בצורה חדה למעמדות חברתיים. האי חולק ל-11 או 12 טריטוריות בבעלות שבט או משפחה מורחבת. לכל טריטוריה היה קטע חוף וכל השטח מהחוף ועד לב האי. בראש כל טריטוריה עמד ראש שבט, ותחתיו היו משפחות מכובדות שהתגוררו בבתים המפוארים יותר המכונים "הארה פאנגה" (hare paenga), ופשוטי העם שהתגוררו בבתים פשוטים המכונים "הארה אוקה" (hare oka). בראש האי עמד צ'יף המכונה אריקי ("ariki"), שלמרותו סרו כל ראשי השבטים. תפקיד זה עבר בירושה לבכור מבין הצאצאים הישירים של הוטו מאטואה, המייסד האגדי של ההתיישבות באי. לכל שבט היו במות ועליהן פסלי מואי, וככל הנראה התחרו השבטים ביניהם ביצירת פסלים גדולים יותר ויותר. עם זאת, התחרות לא נשאה אופי אלים, להפך. מעצם העובדה שהמחצבה לפסלים נמצאה בשטח טריטוריה אחת, ועם זאת הפסלים הגיעו לכל חלקי האי, ובדרך אל יעדם הסופי הם חייבים לחצות שטחים של טריטוריות אחרות, למדים שהיה שיתוף פעולה בין כל הטריטוריות. בדומה הפאות שהושמו על ראש הפסלים נחצבו בשטח טריטוריה אחרת וגם הן הגיעו לכל חלקי האי.
משערים כי המואי ייצגו אבות קדומים שהועלו לדרגת אלים. כפי שנכתב ב-National Geographic: "מרבית החוקרים משערים שהמואי נוצרו על מנת לחלוק כבוד לאבות הקדומים, ראשי השבטים או דמויות חשובות אחרות, עם זאת, אין לאי היסטוריה כתובה וההיסטוריה שהועברה בעל פה מועטה, כך שבלתי ניתן לאמת זאת". משערים גם שהתושבים האמינו שבינם לבין אבותיהם הקדמונים המתים יש יחסים סימביוטיים. המתים העניקו לחיים כל מה שהם נזקקו לו (בריאות, פוריות ומזל), והחיים העניקו למתים מקום טוב יותר בעולם הרוחות באמצעות מנחות. לשם כך הוקמו פסלי הענק המכונים מואי שייצגו את האבות הקדמונים שהועלו לדרגת אלים. פסלי אבות אלו הועמדו כשפניהם כלפי צאצאיהם וגבם לעולם הרוחות שבים.
לא ניתן לתארך במישרין את מועד יצירת הפסלים או הבמות עליהם ניצבו, אבל באמצעות תיארוך האלמוגים ששימשו כעיניים של הפסלים ושל פחמי העץ שנמצאו בבימות משערים כי הפסלים הראשונים נוצרו במאה ה-12 והאחרונים בתחילת המאה ה-17, וניתן לזהות שיפור מתמיד באיכות הפיסול ובמקביל הפסלים נעשו גדולים יותר ויותר. הפסל המכונה פארו שהיה הפסל הגדול ביותר שהוצב על במה ושקל כ-75 טון היה בין האחרונים.
אסון אקולוגי.
כשהגיעו המתיישבים הראשונים לאי הוא היה מכוסה ביער עבות מגוון. מחקרים באמצעות פלינולוגיה של קידוחים באגמי הלוע, וניתוח רסיסי עץ מפוחמים שנלקחו מתנורים ומגלי אשפה באי הפסחא הוכיחו כי באי גדלו בעבר לפחות 21 מינים של עצים שנכחדו מהאי. העץ העיקרי היה מין דקל גדול ("Paschalococos disperta") שמשערים כי היה קרוב משפחה של דקל היין הצ'יליאני ("Jubaea chilensis"). על פי הערכה גדלו על האי 16 מיליון עצים ממין זה. משערים שהדקלים היו מקור חשוב למזון, שכן הדקל מצ'ילה מניב אגוזים אכילים והגזע מפיק שרף מתוק, כמו כן כפות הדקלים יכולים לשמש לסכך, ולקליעת סלים ומחצלות. גם המינים האחרים שנעלמו היו שימושיים: מהגזעים של ה-"Alphitonia zizyphoides" וה-"Elaeocarpus rarotongensis" אפשר להכין סירות קאנו לדיג, מה-"Psydrax odorata" אפשר להכין תרנים לסירות או צלצלים, הפירות של ה-"Syzygium malaccense" אכילים, והעצה הקשה של ה-"Thespesia populnea" שימשה לגילוף.
בנוסף לצמחייה השופעת קיננו באי גם שפע עופות. הזואוארכאולוג דייוויד סטדמן גילה בגלי האשפה עצמות של לפחות שישה מינים של עופות יבשה: מין של אנפה, שני מינים של רליות, שני מינים של תוכיים ומין של תנשמת, ו-25 מינים של עופות ימיים: אלבטרוסים, סולות, פרגטות, יסעורים, שחפיות ופתונים.