Na terenie Iranu o wiele lepiej jest reprezentowany środkowy paleolit. Stanowiska z tego okresu są znane z gór Taurus, Zagros, Afganistanu i wspomnianej już powyżej Azji Środkowej. Nie mamy pewności kiedy w Iranie rozpoczęła się kultura mustierska, ale datowanie radiowęglowe Jaskini Kundżi w paśmie Zagros wskazuje na więcej niż 40 tys. lat. Najważniejszym stanowiskiem regionu jest jaskinia Szanidar, położona już w irackiej części Zagrosu, znana przede wszystkim z obecności w niej wielu szkieletów neandertalczyków. Najbardziej znane inne stanowiska z tego okresu to Warwasi, Bisotun i Ardżana. Irański środkowy paleolit skończył się ok. 30 tys. lat temu.
Najważniejszą kulturą górnego paleolitu jest w Iranie kultura baradosteńska, obejmująca region Zagrosu. Najważniejsze związane z nią stanowiska to wspomniane już Szanidar, Warwasi, Ardżana, Bisotun i jaskinia Jafta koło Chorramabadu. Znaleziska z okresu górnego paleolitu znamy poza tym z wielu innych miejsc w Iranie, co wskazuje na szersze rozprzestrzenienie człowieka niż w paleolicie środkowym. Podobnie jak w innych rejonach świata to w tym okresie w Iranie człowieka neandertalskiego zastąpił Homo sapiens. Kultura baradosteńska kończy się ok. 22 tys. lat temu, a 17 tys. lat temu zaczyna się epipaleolityczna kultura zarzyjska, trwająca aż do neolitu. Luka 5 tys.