Depuis cette époque, notamment grâce à l’archéologie préventive, de solides références autorisent une vision de plus en plus précise de l’occupation de la région toulousaine au cours de la Préhistoire ancienne même si les datations des occupations restent encore souvent incertaines. Aucun site paléolithique dans les environs de Toulouse n’a livré pour l’instant de restes osseux, ce qui rend difficile une partie de la restitution de la vie des préhistoriques. Les vestiges parvenus jusqu’à nous sont essentiellement en pierre, avec une prédominance des matières premières locales, et notamment des galets des alluvions de la Garonne (voir l'article sur l'exploitation des ressources dans le Toulousain) qui confèrent aux outils des formes parfois différentes de celles obtenues avec du silex.

Quelques matières premières sont alors importées de la région. Le site de référence proche de Toulouse est celui d’En Jacca à Colomiers. Vient ensuite l’Acheuléen supérieur, qui a probablement duré de 300 000 ans à 150 000 ans avant le présent et dont le site le mieux décrit est celui de Raspide à Blagnac. La composante acheuléenne (bifaces et hachereaux) devient très discrète et la production d’éclats souvent standardisés, sur des matériaux de plus en plus variés et selon des méthodes de plus en plus complexes, annonce le Paléolithique moyen et le règne de Néandertal.