La aparición de déficits cognitivos y alteración de la morfología cerebral en recién nacidos con síndrome de Down (SD) sugiere que estas características son impulsadas por alteraciones en las primeras etapas del desarrollo cerebral. A pesar de su alta prevalencia y fenotipos cognitivos ampliamente caracterizados, se sabe relativamente poco sobre los mecanismos celulares y moleculares que impulsan los cambios observados en el SD. Los avances técnicos recientes, como la ómica unicelular y el desarrollo de modelos de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) del SD, ahora permiten análisis en profundidad de los impulsores bioquímicos y moleculares del desarrollo cerebral alterado en el SD. En esta revisión narrativa se revisa el estado actual del conocimiento sobre el desarrollo cerebral en el SD, centrándose principalmente en datos de tejido cerebral humano post mortem. Se exploran los mecanismos biológicos que se han propuesto para conducir a la discapacidad intelectual en el SD, evaluando hasta qué punto los datos de estudios que utilizan modelos de iPSC respaldan estas hipótesis e identificamos las brechas actuales en el campo.