התקופה הפליאוליתית (תרתי משמע "תקופת האבן הישנה") נמשכה בין שנתיים וחצי לשלושה מיליון שנה, תלוי איזה מדען ביצע את החישובים. למטרות היסטוריית האמנות, אמנות פליאוליתית מתייחסת לאחרונים פליאולית עליונה פרק זמן. זה החל בערך לפני 40,000 שנה ונמשך בעידן הקרח של הפליסטוקן, שהסתיים בערך 8,000 לפני הספירה. תקופה זו עמדה בסימן עלייתו של הומו ספיינסויכולתם המתפתחת ליצור כלים וכלי נשק.
היה הרבה יותר קרח קו החוף של האוקיאנוס היה שונה בהרבה מכפי שהוא כעת. מפלס מים נמוך יותר ובמקרים מסוימים גשרים יבשתיים (שנעלמו זה מכבר) אפשרו לבני אדם לנדוד לאמריקה ולאוסטרליה. הקרח גם עשה אקלים קריר יותר ברחבי העולם ומנע נדידה לצפון הרחוק. בני האדם באותה תקופה היו מלקטים ציידים בלבד, כלומר כל הזמן היו בתנועה בחיפוש אחר מזון.
אומנות ניידת בתקופה הפליאוליתית העליונה הייתה בהכרח קטנה (על מנת להיות ניידת) וכללה פסלונים או חפצים מעוטרים. הדברים האלה היו מגולפים (מאבן, עצם, או קרנין) או עוצבו עם חימר. מרבית האמנות הניידת מהתקופה ההיא הייתה פיגורטיבית, כלומר התארה משהו שמוכר, בין אם הוא בעל חיים או אנושי. לרוב מכנים את הפסלונים בשמה הקולקטיבי "ונוס", מכיוון שהם באופן בלתי ברור לטבעיות של מבנה יוולד.
אמנות נייחת היה בדיוק זה: זה לא זז. הדוגמאות הטובות ביותר קיימות בציורי המערות (המפורסמות כיום) במערב אירופה, שנוצרו בתקופה הפליאוליתית. הצבעים יוצרו משילובים של מינרלים, אוכרות, ארוחה עצומה שרופה ופחם מעורבבים במדיומים של מים, דם, שומנים מן החי, ובלילי עצים. מומחים מנחשים (וזה רק ניחוש) שהציורים הללו שימשו איזושהי מטרה פולחנית או קסומה, מכיוון שהם ממוקמים הרחק מפיות המערות בהן התנהלו חיי היומיום. ציורי המערות מכילים אמנות הרבה יותר לא פיגורטיבית, כלומר רבים אלמנטים הם סמלים ולא מציאותיים. היוצא מן הכלל הברור, כאן, הוא בתיאור של בעלי חיים, שהם ריאליסטיים במיוחד (בני אדם, לעומת זאת, הם נעדרים לחלוטין או דמויות מקל).
זה נראה קצת רפה לנסות לאפיין את האמנות מהתקופה המקיפה את מרבית ההיסטוריה האנושית. אמנות פליאוליתית קשורה באופן מורכב למחקרים אנתרופולוגיים וארכיאולוגיים שאנשי מקצוע הקדישו חיים שלמים למחקר והרכבה. עם זאת, כדי ליצור כמה הכללות גורפות, האמנות הפליאוליתית: