ssı taş levhalarla örtüldükten sonra tüm düzlemin üstü moloz taşları dökülerek düz bir platform elde edilir. Esas taşıyıcı duvarlar ise bu tabanın üzerine, küçük ocak taşlarıyla, harç olarak çamur kullanılarak 50 cm. kalınlıkta örülmüştür. Duvarların devamı kerpiç topakları kullanılarak yükseltilmiştir. Çatı konusunda kesin sonuç verecek bir buluntu olmamakla birlikte, düz dam olduğu yönünde bazı buluntular vardır. Yerleşim düzeninde belirgin bir değişiklik olmuştur. Konutlar birbirinden daha mesafelidir ve aralarında geniş avlular yer alır. Ocaklar ve işliklerle birlikte günlük faaliyetlerin de konuttan genel alanlara çıktığı anlaşılmaktadır.

Bu evrede, diğerlerinden farklı yapıda ve farklı işlevde iki yapı saptanmıştır. Bunlardan biri, daha üst evrede görülen ve "Kafataslı Yapı" olarak adlandırılmış olan yapının hemen altındaki yapıdır. Tabanı insan kemikleriyle kaplı olup büyük bir yangın geçirmiştir. Diğer ise "Saltaşı Yapı" olarak adlandırılan yapıdır.
Konutlar ise yine dörtgen planlıdır. Birbirine geçişli birkaç odaları vardır. Tek katlı ve düz damlı oldukları belirtilmektedir. Kanallı Yapılar Evresi'nden en önemli farkı, tabanların duvarların çıkılmasından sonra döşenmiş olmasıdır. Fakat esas yenilik, ilk kez kerpiç hamuru kullanılmasıdır. Bu hamur taş temeller üzerine dökme olarak kullanılmıştır.

Yapı tekniğinde önemli bir atılım gerçekleştirildiği düşünülen evredir. Bu evrede konutlar iki katlı olarak yapılmıştır. Alttaki bodrum katı olarak değerlendirilen kat, sekiz küçük hücreye bölünmüştür. Taş subasmanlı olarak yapılmışlardır ve çoğunun tabanı topraktır. Hücreler hem kiler, hem de gömü yeri olarak kullanılmıştır. Girişlerinin konutun ikinci katı tabanından, ahşap bir merdivenle olduğu düşünülmektedir. Konut olarak kullanılan üst kata, doğu duvarı dışındaki taş merdivenlerden çıkılmaktadır. Kerpiç hamuru, ilk kez bu alt evrede biçimlendirilerek tuğla olarak kullanılmaya başlanmıştır.

Köy meydanı olarak kabul edilen alanda, tanrı heykelleri olduğu düşünülen dikilitaşlar vardır. Bir tören meydanı olduğu düşünülmektedir. Daha sonraki evrede de kullanılan bu alan, bu evrede en az 50 x 25 – 30 metre boyutlarında bir alandır. Bir alt evrenin yapı kalıntıları üzerine, en yüksek zeminleri taban alarak, çukur kalan bölümleri doldurarak inşa edilmiştir. Konutların doğusunda, ayrı bir alan olarak yer alır. Kuzey kenarı boyunca, planları konut planlarına benzeyen fakat yan yana, düzenli bir planlamayla ve daha geniş olarak tasarlanmışlardır. İçlerinde maden buluntular, kil kaplar ve kil ev maketleri gibi, "statü eşyası" olarak yorumlanan buluntular ele geçmiştir. Bütün bunlar topluluk içinde ayrıcalıklı bir grubun olduğuna işaret etmektedir.
Bu evreye ait çok az mimari kalıntı vardır. Hücre Planlı Yapılarda bir "yozlaşma" görülür, geniş odalı yapılar yönünde bir eğilim ortaya çıktığı ileri sürülmektedir.
Bu evre tek ve büyük odalı yapılarla temsil edilmektedir. Yapı tekniğinde, daha özensiz olmak dışında fark yoktur. Bununla birlikte ilk bu yapı evresinde temel çukurları açılmaktadır. Bir önceki evredeki tören meydanının bu evrede artık bu amaçla kullanılmadığı anlaşılmaktadır, dikilitaşlar devrilmiş ve üzerleri örtülmüştür. Eskisi gibi düzenli bir tabana da sahip değildir.

Yerleşmede farklı alt evrelerde konutlar dışında, tüm topluluğun kullanımı için inşa edilmiş, bir bakıma kamusal nitelikte yapılar vardır. Birer kült yapısı olarak görülen bu yapılar hem plan, hem yapı tekniği, hem de içerde ele geçen buluntuların niteliği yönünden konutlardan farklılık göstermektedir. Bu yapıların ortak özellikleri çevre duvarlarının içten payelerle donatılmış olması ve her ne kadar farklı teknikler kullanılmış olsa da hepsinde özenle işlenmiş geniş döşemelerin görülmesidir.

Kuşkusuz bu tür yapıların inşası, yani bireysel kullanım işlevi ötesinde topluluğun tümüne yönelik işlev gören yapılar, ancak bireysel iradenin ötesinde güçlü bir iradenin, bir otoritenin varlığını gerektirmektedir. Bu tarz bir irade ise tek tek topluluğu oluşturan bireylerin iradesinden daha güçlü ve bu şekilde topluluktaki tüm bireyleri harekete geçirebilecek yönetsel bir iradedir. Bu iradenin maddi kalıntılarını görebildiğimiz en eski topluların, bireysel bir iradenin toplum üzerindeki otoritesini göstermesi bakımından tabakalı bir toplum olduğu söylenebilir. Yine de bu toplumların tabakalı olmasını, Marksist literatürdeki, gücünü üretim araçları üzerindeki özel mülkiyete dayandıran bir hakim sınıfın varlığı olarak görmek için elimizde kanıt yoktur. Kamusal yapıların en eski örnekleri çoğu kez birer kült merkezidirler ve o toplumlarda, bireylerin paylaştığı ortak bir inanç sisteminden gücünü alan ruhban unsurların topluluğa empoze ettikleri iradeye bağlanır. Nitekim Çayönü'nde katı bir inanç sisteminin sosyal yapının olduğu anlaşılmaktadır.

Yerleşme içinde kazılarda ortaya çıkarılan konut işlevli olmayan yapılardan biri de "Kafataslı Yapı" olarak tanımlanan yapıdır. Yapının ilk kez ortaya çıkarıldığı 1981 yılında içinde 70 kadar insan kafatasından başkaca bir buluntu elde edilmemişti. Bu nedenle bilim dünyasına Kafataslı Yapı olarak tanıtılmış, daha sonraki yıllarda yapıda kafataslarının yanı sıra diğer insan kemikleri de bulunmasına karşın bu adlandırma yerleşmiştir. Kazıların sonuna kadar bu yapıdan 450 bireye ait kafatası ve kemikler ele geçmiştir. Yaklaşık 2 bin yıl boyunca kullanılmış olan bu yapıda çok daha fazla bireye ait kemik bulunması gerektiği düşünülmektedir. Bunun açıklaması, Çayönü'nde bu süre içinde yaşayıp ölmüş tüm bireylerin değil, sadece ayrıcalıklı görülen bireylerin buraya gömüldüğü şeklinde yapılmaktadır. Ele geçen gömüler de bunu göstermektedir. Örneğin Izgara Planlı Yapılar'da taban altı gömüler vardır.
Kült yapıları içinde en eskilerinden ve en uzun süre kullanılanıdır. Yuvarlak Planlı Yapılar Evresi'nden itibaren işlev görmektedir. Bu alt evrede ve Izgara Planlı Yapılar Evresi'nde yuvarlak, daha sonraki alt evrelerde ise dörtgen planlı olarak inşa edilmiştir. Kanallı Yapılar Evresi'nde yerleşmenin güneydoğu yamacını kesecek biçimde yapılmıştır. Büyük bir yangın geçirdiği, içindeki kemiklerin büyük ölçüde kavrulmasından da anlaşılmaktadır. Bir sonraki Taş Döşeli Yapılar Evresi'nde bu kez dörtgen planlı olarak yeniden inşa edilmiştir.

Çayönü'ndeki söz konusu yapının "kafatası kültü", gömme geleneğinde başın gövdeden ayrı tutulması ile doğrudan ilişkili olduğu kabul edilir. Ölülerin hazırlanması işlemleriyle ilgili görülmektedir. Yapının avlusunda bulunan, üzerinde insan ve hayvan kanı saptanan bir sunak, çevresindeki sekiler ve odacıklarda, çukurlarda rastlanan çok sayıdaki ezik – kırık kemikler bu görüşü desteklemektedir. Bunun bir uzantısı olabilecek şekilde, Çayönü'nde insan kurban etme geleneğinin görülmesi, bir olasılık olarak ileri sürülmektedir.

Farklı kullanım evreleri gösteren bu anıtsal yapı, doğu – batı yönünde uzanmaktadır. En üstteki evre BM 2 A evresi olarak tanımlanmıştır. Tabanları taş döşeli üç oda ve güneyde geniş bir avludan oluşur. Büyük bir yangın geçirmiştir. 70 kadar kafatasının bulunduğu evre bu evredir. BM 2 B evresi ise hemen altta, aynı planda olmakla birlikte biraz daha küçük ölçeklidir. BM 2 C evresi kuzey kısmı sal taşlarıyla döşeli tek ve uzun bir mekandan oluşmaktadır. Muhtemelen kuzey tarafında yine avlu vardır. Saltaşı döşemenin altında mahzen gibi dört hücre yer almaktadır. Bu hücrelerin yan duvarları yer yer düzgün, büyük taş bloklarla desteklenmiştir ve saltaşı döşeme bunların üzerine yerleştirilmiştir. Gömüt odaları olarak kullanılmış olan bu mezar odalarının her birinde farklı gömü durumları görülmektedir ki, bu durum bugüne kadar başkaca neolitik yerleşimlerde tespit edilmemiş bir durumdur. Örnek olarak en batıdaki mahzen 2,00 x 1,10 metre boyutlarındadır. Kafatasları ve çeşitli kemikler bu mahzenlere, üstlerine saltaşları kapatılmadan önce döküldüğü izlenimi edinilmektedir. Öyle ki altta her türlü kemik ve kemik parçaları ile dolu kalın bir dolgu oluşmaktadır. Kemiklerin çoğunun, bağ dokuları tümüyle çürüdükten sonra buraya konulduğu bellidir. Yine de tek bir ayak ve bacak birlikte bulunmuştur. Üzerindeki et henüz çürümeden buraya atıldığı anlaşılmaktadır. Bütün bu dolgu kaldırıldıktan sonra çok sayıda uzun kemiğin bir araya getirilip paketlenmiş gibi düzenli öbekler oluşturduğu görülmüştür. Bunun altında ana toprağa ulaşılmıştır. Tüm bu kemik dolgu içinde ender de olsa çift delikli silindirik boncuklar ve yine takı olarak kullanılmak için delindiği anlaşılan büyük bir deniz kabuğu çıkmıştır.

Bu dört mezar odalarının dışında, yine aynı yapı içinde insan kemiklerinin yığıldığı çukurlar ortaya çıkarılmıştır. Örneğin yapının kuzey kesimindeki böyle bir çukurda 32 çocuk ve yetişkin bireye ait kemiklerin, yığın halinde atıldığı görülmektedir. Herhangi bir anatomik bağlantı olmaması nedeniyle başka bir yerden getirilip bu çukura yığıldıkları düşünülmektedir.

Mezar odalarından en batıdaki, 4 No'lu çukurda ise ilginç bir durum vardır. En üstte çok sayıda bireye ait uzun kemikler düzensizce atılmış halde bulunmuştur. Bunlar kaldırıldığında, iki sıra halinde dikkatlice yan yana dizilmiş yetişkin kafatasları ortaya çıkmıştır. Bazıları batıya, bazıları ise doğuya bakmaktadır. Bunların altında ise yine dağınık halde uzun kemikler vardır. Bu şekilde bir gömü uygulamasının başka bir neolitik yerleşimde görülmediği belirtilmektedir.

Nüfusun büyük bölümünün, neredeyse % 70'inin Kafataslı Yapı'ya gömüldüğü ileri sürülmektedir. Birincil ve ikincil gömü örneklerine sıklıkla rastlanmaktadır.

"Saltaşı Döşemeli Yapı" olarak adlandırılan yapı Izgara Planlı Yapılar Evresi'nin son döneminde, tepenin güney yamacında, ana toprağın içine oyularak yapılmıştır. Kanallı Yapılar Evresi'nde bir kült yapısı olarak işlev gördüğü kabul edilmektedir. Dikdörtgen planlı yapının boyutları 11 x 7,50 metredir. Kuzey duvarı aynı zamanda set görevi görmesi için daha kalın örülmüş ve iç taraftan iki payanda ile desteklenmiştir. Taban, levha taşlarla kaplanmış ve üzerleri düzlenmiştir. İçerdeki alanın ortasında, payan