Prehistorie Mezopotámie, od paleolitu po příchod písma v oblasti úrodného půlměsíce, zahrnuje řeky Tigris a Eufrat, předhůří Zagrosu, jihovýchodní Anatolii a severozápadní Sýrii.Toto období není dobře zdokumentováno, zejména v jižní Mezopotámii před 4. tisíciletím př. n. l. kvůli geologickým podmínkám pohřbívaly zbytky pod naplaveniny nebo je ponořovaly do Perského zálivu.Ve středním paleolitu obývali jeskyně a místa pod širým nebem lovci-sběrači a vyráběli mousterijské litické nástroje.Pozoruhodné je, že pohřební pozůstatky Shanidar Cave odhalují praktiky solidarity a léčení v rámci těchto skupin.Éra horního paleolitu viděla moderní lidi v oblasti Zagros, kteří používali kostěné a parohové nástroje, identifikované jako součást místní aurignacienské kultury, známé jako „Baradostian“.Pozdní epipaleolitické období, kolem 17 000-12 000 př. nl, je poznamenáno zarzianskou kulturou a vznikem dočasných vesnic s kruhovými strukturami.Použití pevných předmětů, jako jsou mlýnské kameny a paličky, naznačuje začátek sedentarizace.Mezi 11. a 10. tisíciletími př. n. l. se v severním Iráku objevily první vesnice usedlých lovců a sběračů.Tyto osady představovaly domy postavené kolem centrálního "krbu", což naznačuje formu rodinného majetku.Byly nalezeny důkazy o uchování lebek a umělecká vyobrazení dravých ptáků, které zdůrazňují kulturní praktiky této éry.