Mesopotamian esihistoria, joka ulottuu paleoliittista kirjoittamisen tuloon Hedelmällisen puolikuun alueella, kattaa Tigris- ja Eufrat-joet, Zagrosin juuret, Kaakkois-Anatolian ja Luoteis-Syyrian.Tätä ajanjaksoa ei ole dokumentoitu hyvin varsinkaan Etelä-Mesopotamiassa ennen 4. vuosituhatta eaa., koska geologiset olosuhteet ovat hautaaneet jäännökset tulvan alle tai upottaneet ne Persianlahteen.Keskipaleoliittisella kaudella metsästäjä-keräilijät asuttivat Zagrosin luolia ja ulkoilmakohteita tuottaen Mousterilaisia ​​litisiä työkaluja.Erityisesti Shanidar Caven hautajaisjäännökset paljastavat solidaarisuuden ja parantamisen käytäntöjä näiden ryhmien sisällä.Yläpaleoliittisen aikakauden aikana Zagrosin alueella asuivat nykyihmiset, jotka käyttivät luu- ja sarvityökaluja, jotka tunnistettiin osaksi paikallista Aurignacian kulttuuria, joka tunnetaan nimellä "baradostilainen".Myöhäinen epipaleoliittikausi, noin 17 000–12 000 eaa., leimaa zarzialaista kulttuuria ja pyöreärakenteisten väliaikaisten kylien syntyä.Kiinteiden esineiden, kuten myllynkivien ja survinten, käyttö osoittaa istuvuuden alkamista.11. ja 10. vuosituhannen eaa. välillä ensimmäiset istuvien metsästäjä-keräilijöiden kylät ilmestyivät Pohjois-Irakiin.Näissä siirtokunnissa oli taloja, jotka oli rakennettu keskeisen "tulen" ympärille, mikä viittaa eräänlaiseen perheen omaisuuteen.Kallon säilyttämisestä ja petolintujen taiteellisista kuvauksista on löydetty todisteita, jotka korostavat tämän aikakauden kulttuurisia käytäntöjä.