В начале ХХ века широко проводились исследования, связанные с военной службой. Именно этим объясняется повышенное внимание к размеру головы (для заказа военных головных уборов) и росту (для заказа военной формы). Профессор Д. Н. Анучин десятилетиями изменял рост призывников и вывел средний показатель по России — 1641 мм. При этом средний рост призывников из Киевской губернии оказался на 13 см. выше. На 11 см. выше среднего были призывники из Полтавской губернии, на 5 см. — из Подольской губернии. Черниговская и Волынская области давали призывников среднего роста, Гродненская и Могилевская — на 3–4 см. ниже, Новгородская, Владимирская, Московская и другие центральные области — 1640–1650 мм. Разумеется, эти данные сегодня не могут быть признаны актуальными в связи с эпохальным увеличением роста населения России (акселерация), но, вероятно, в целом они отражают тенденцию территориальной дифференциации, которая сохранилась до наших дней.
Обобщая данные антропологических замеров разных авторов, профессор И.И.Пантюхов писал, что форма черепа в Российской Империи всюду преимущественно брахицефальна. Долихоцефалов больше всего у белорусов — 23 %. Общая доля долихоцефалов: в Минской губернии — 19 %, в Смоленской — 18 %, в Ярославской — 13 %, в остальных губерниях — 5-10 %.
Измерения формы носа показали, что в среднем бассейне Днепра среди малорусов преобладает короткий нос длиною 48–50 мм, вздернутых «седлообразных» носов — с 10–20 %. Там же у белорусов носы длиннее, прямее и вздернутых носов меньше. В бассейне Волги великорусы имели в целом носы крупнее, чем на западе и юге. У владимирцев прямых носов 92 %, горбатых 5 % и вздернутых 3 %. В центральных губерниях прямых носов меньше. Больше носов крупных, грушевидных и длинных до 55–56 мм. Носы приплюснутые «монгольского типа» чаще встречались на юго-востоке. Узкие и длинные носы — на северо-западе. Носов горбатых и выпуклых по различным местностям наблюдалось от 5 до 20 %.
Самый распространенный цвет глаз у русских — серый. Процент серых, карих и голубых глаз всюду примерно одинаковый — 50 % серых, 25 % карих, 20 % голубых и голубоватых, 5 % — черных и зеленых. Зафиксированы незначительные исключения — серый цвет дает наибольший процент распространения восточнее Днепра, голубой — на западе, карий — южнее параллели р. Роси. От Роси до Березины (на запад) 40–45 % имели неяркий синий цвет глаз, южнее Роси и в Полтавской губернии 41–47 % кареглазых, в Кролевецком уезде Черниговской губернии серый цвет глаз у 59 %, в Тверской губернии — 61 %. В центральных губерниях голубых глаз немного: в Московской — 5 %, в Черниговской — 4 %, в Тверской — 3 %. Карих глаз в центральных губерниях от 10 до 30 %.
Пантюхов выделил четыре антропологических типа русского населения России (имея в виду, разумеется, не только великороссов, данные о которых собирал профессор Анучин):
1) среднерослый, русоволосый умеренный брахицефал, с крупным, толстым носом и серыми глазами;
2) более высокого роста брахицефал с темно-русыми волосами, смугловатым цветом кожи, небольшим вздернутым носом и карими глазами;
3) среднерослый брахицефал также с однотонным смугловатым цветом кожи и коротким носом, но с серо-голубыми, разных оттенков, глазами; и
4) мезоцефал с значительным процентом долихоцефалии, русыми волосами, белым цветом кожи, длинным, нередко узким, носом и чисто голубыми глазами.
Исследования Е.М.Чепуровского начала ХХ века выявили три территориально выделенных антропологических типа русских европейских губерний:
1) светлоглазый брахицефал (Валдай и ответвления к Вологде и Костроме);
2) темноволосый брахицефал (область от Волыни до Курска);
3) темноволосый субдолихоцефал (Рязань).
Прочие области заполнены смешанными типами.
Более поздние исследования Г.Ф.Дебеца подтвердили наличие валдайского, восточно-великорусского и ильменского антропологических типов русского населения. Восточный великоросс занял место между северной и средиземноморской расами. При исключительно близком сходстве всех современных краниологических серий выделяются лишь жители архангельской, олонецкой, вологодской, витебской и смоленской областей, где наблюдается некоторое уменьшение выступания носа (В.П.Алексеев). Слабая территориальная дифференциация говорит в пользу локальной местной изменчивости в противовес менее вероятной метисации, примешивающей в русский тип финские элементы. Тем не менее, региональные антропологические зоны могут быть выделены и составляют 12 территориальных групп (В.В.Бунак). Вероятно, эта модель территориальной дифференциации может быть с равными основаниями заменена другой. Никаких существенных выводов из этой пространственной картины сделать невозможно, как и уверенно обосновать ее.