Перадгісторыя Месапатаміі, якая ахоплівае перыяд ад палеаліту да з'яўлення пісьменства ў рэгіёне ўрадлівага паўмесяца, ахоплівае рэкі Тыгр і Еўфрат, перадгор'і Загрос, паўднёва-ўсходнюю Анатолію і паўночны захад Сірыі.Гэты перыяд недастаткова задакументаваны, асабліва ў паўднёвай Месапатаміі да 4-га тысячагоддзя да н.У сярэднім палеаліце ​​паляўнічыя-збіральнікі засялялі пячоры Загрос і адкрытыя пляцоўкі, вырабляючы мусцьерскія каменныя прылады.Характэрна, што пахавальныя астанкі ў пячоры Шанідар выяўляюць практыку салідарнасці і лячэння ў гэтых групах.У эпоху верхняга палеаліту ў рэгіёне Загрос з'явіліся сучасныя людзі, якія карысталіся прыладамі з косці і рагоў, ідэнтыфікаваных як частка мясцовай арыньякскай культуры, вядомай як "барадастыйская".Позні эпіпалеаліт, каля 17 000-12 000 г. да н. э., адзначаны зарзіянскай культурай і з'яўленнем часовых вёсак з круглымі пабудовамі.Выкарыстанне фіксаваных прадметаў, такіх як жорны і песцікі, сведчыць аб пачатку седэнтарызацыі.Паміж 11-м і 10-м тысячагоддзямі да нашай эры на поўначы Ірака з'явіліся першыя вёскі аседлых паляўнічых-збіральнікаў.Гэтыя паселішчы адрозніваліся дамамі, пабудаванымі вакол цэнтральнага «ачага», што сведчыць пра форму сямейнай уласнасці.Былі знойдзены сведчанні захавання чэрапаў і мастацкія выявы драпежных птушак, якія падкрэсліваюць культурныя практыкі гэтай эпохі.