在内蒙古地区发现最早的旧石器时代遗址，是距今约50万年前的大窑遗址，在四道沟的离石黄土中发掘获得大量石制品，有刮削器、砍砸器、石片和石核等，石器形体较大，基本属于匼河—丁村大型石器系统，广泛采用交互打击方式修理石器的技术独特，被命名为“四道沟文化”。同时还出土有肿骨鹿化石等，相当于旧石器时代早期。

在大窑遗址四道沟的晚更新世早期桔红色土层中发现的石制品，伴出的有原始牛、披毛犀、恰克图扭角羊、普氏野马和赤鹿化石等，属旧石器时代中期。

由于这里出土的龟背形刮削器不仅数量多，而且具有独特的特征，因而被命名为“大窑文化”。位于呼和浩特东郊的大窑村旧石器时代石器制造场，是内蒙古地区发现并经科学发掘的第一个旧石器时代早期至晚期的古人类文化遗址，它不仅填补了内蒙古旧石器时代的空白，而且也为研究中国北方旧石器时代文化的分布和发展提供了重要资料。目前，中国正式发掘的旧石器时代早、中、晚期石器制造场，而且是从原生岩层中开采石料的，仅有内蒙古大窑石器制造场一处遗址。这个遗址在国际上也是少有的，所以意义特别重大。从地质学上说，它又是呼和浩特到山西之间的典型地层，对地质研究也很有帮助。这样古老的文化遗址发现在中华人民共和国北疆，时代久远，说明了内蒙古地区也是中国古代文明的摇篮之一，是中华民族古老文化的发祥地之一，其重大意义是显而易见的。

早在1922年就被发现的萨拉乌苏遗址，相继发现了打制石器和人类化石，被命名为“萨拉乌苏文化”和“河套人”化石，出土有大批动物化石，被命名为“萨拉乌苏动物群”，成为华北地区晚更新世标准动物群。其年代距今5～3.5万年。在鄂尔多斯乌兰木伦遗址，近年又发现与萨拉乌苏遗址相关的人类打制石器的遗址，也出土有动物化石。

在锡林郭勒盟东乌旗的金斯太天然洞穴中，考古工作者发现一处距今约5万年左右的旧石器时代遗址，出土了一批石制品和骨器。金斯太洞穴是近年发现的重要的旧石器晚期洞穴遗存，堆积厚，以小石器加工业为主，连续发展，出现了勒瓦娄哇技术制品和细石叶加工业。其年代在距今三万年至一万年。

在呼伦贝尔扎赉诺尔，发现有中石器时代的“扎赉诺尔人”头骨化石等，被命名为“扎赉诺尔人”。伴出的动物化石是东北地区晚更新世典型的哺乳动物群。这里出土的细石器，年代为距今一万年左右，有的学者认为属于中石器时代。

此外，在海拉尔松山，巴彦浩特贺兰山西，察右中旗大义发泉，呼和浩特大窑南梁沟等处，发现以细石器为主的遗址。此期没有陶器和磨制石器，弓箭等复合式的工具已经发明和使用，在细石器中，有石箭镞、石矛等物，表明当时的人类应处于以采集、狩猎为生的中石器时代。这个时代以距今一万年前地质时代进入全新世为起点。