Cerca del año 1000 d.C., se conformaron en esta zona identidades regionales, grupos aldeanos, sin grandes urbes ni centro político, cuya interacción se dio principalmente a escala regional. Se ampliaron los espacios agrarios y, consecuentemente, aumentó la demografía. Estos procesos generaron de forma desigual y combinada diferencias de estatus y presión social, como evidencian ajuares y ofrendas muy dispares en los cementerios de esta época.

Entre los ríos Elqui y Choapa, el complejo cultural Las Ánimas derivó en la Cultura Diaguita, según lo evidencian las similitudes estilísticas de sus producciones alfareras. En efecto, la cerámica diaguita también fue decorada con pintura negra, roja y blanca y diseños geométricos, pero siguiendo patrones de simetría mucho más complejos que los Ánimas. También introdujeron nuevas formas, asimétricas, como el jarro pato. La calidad y cantidad de estos objetos sugiere que contaron con especialistas, así como la manufactura de artefactos (pinzas) y adornos (aros) en metal fundido requerían de un conocimiento acabado de tecnologías metalúrgicas. O el uso de torteras que evidencia la producción textil. Por último, entre su cultura material destacaron también las espátulas de hueso, decoradas con motivos de felino, que dan cuenta del consumo de alucinógenos por vía nasal.

Continuando con un modo de vida mixto, la Cultura Diaguita se extendió tanto al interior de los valles, como en la costa. Se trata de sociedades agromarítimas que en los cursos medios de los valles cultivaban quínoa, poroto, zapallo, entre otros, y que explotaban de forma directa los recursos costeros, compartiendo espacio e interactuando con las poblaciones pescadoras locales que explotaron el litoral desde tiempos arcaicos.

Tradicionalmente se ha dividido la Cultura Diaguita chilena en tres fases, siguiendo diferencias cerámicas y fúnebres: Diaguita I (900 a 1200 d.C.) que se relaciona con vasijas cerámicas e inhumaciones similares a las del complejo cultural Las Ánimas; Diaguita II (1200 a 1470 d.C.), con entierros en cistas de piedra y abundantes y ricas ofrendas; Diaguita III (1470 a 1536 d.C.), que se caracterizó por la aculturación de las poblaciones diaguitas al Imperio Inca, evidente por ejemplo en el uso del principio organizativo dual y en la incorporación de formas e iconografía cerámica Inca. En ese momento, los diaguitas actuaron como embajadores del Inca frente a poblaciones locales, expandiéndose hasta el valle del Copiapó por el norte y Aconcagua por el sur.