Le Paléolithique correspond au début de l'Age de pierre. C'est la plus ancienne et la plus longue des étapes dans l'avancement de l'humanité. Elle commence avec l'apparition des premiers hommes il y a 2,6 millions d'années et se termine il y a à peine 12 000 ans.

Le Paléolithique se divise en 3 parties : inférieur, moyen et supérieur.

En ces temps la Terre connut plusieurs périodes glacières et alors que l'Europe du nord était sous les glaces, au sud, y compris en Bulgarie actuelle, les glaciers n'occupaient que le relief au delà de 2 000 mètres d'altitude. L'homme habitait des grottes, des cavernes et d'autres cavités naturelles. Il vivait de la cueillette et de la chasse. Durant le Paléolithique moyen prédominaient les Néandertaliens et durant le supérieur les Cro-Magnons, les ancêtres de l'homme d'aujourd'hui - le Homo Sapiens.

Les traces les plus anciennes de la présence humaine en Bulgarie datent du Paléolithique inférieur (il y a 200 à 100 000 ans). Il s'agit de trouvailles occasionnelles, éparpillées, d'outils primitifs de coupe, en pierre, sans qu'aucun ossement humaine n'ait été trouvé à ce jour.

Durant le Paléolithique moyen (100 000 à 40 000 ans) l'on trouve beaucoup plus de vestiges d'habitations humaines. Des groupes de chasseurs néandertaliens habitaient de manière permanente des grottes en Bulgarie du nord ainsi que des villages à découvert près du Danube, le long du bassin de la mer Noire et dans les Rhodopes. Ainsi dans la grotte Batcho Kiro a été répertorié l'un des sites les plus fournis de cette époque : des lames d'armes en silex, des ossements d'animaux sauvages, des cendres de foyers.

Durant le Paléolithique supérieur l'on trouve des traces de l'occupation humaine dans beaucoup de grottes dans la zone de Stara Planina (le Balkan) et globalement en Bulgarie du nord : en région montagneuse, le long des lits de rivières, sur le littoral maritime. De nombreux ossements éparpillés autours de foyers de feu ont été trouvés : mammouth, cervidés, ours des cavernes, gibier menu, oiseaux, poissons, écailles de tortues, moules.

La fin des périodes glacières, il y a environ 12 000 ans, a conduit à la disparition progressive des troupeaux de grands animaux, source principale de survie des chasseurs paléolithiques. Commença à apparaître l'agriculture et l'élevage de bétail comme une source plus sûre d'alimentation. Les plus anciennes sociétés agricoles néolithiques apparurent entre 9 et 8 000 ans avant notre ère, en Asie. Sur la péninsule des Balkans cette période se profile vers le milieu du VII millénaire avant notre ère, le mode de vie étant importé par des migrants d'Asie mineure. A partir des Balkans l'agriculture allait faire sa lente progression vers l'Europe centrale et occidentale.

La diminution sensible des risques de famine a permis aux hommes de se sédentariser, la plupart du temps en villages situés dans les plaines fertiles. Ils se mirent à construire de maisons de bois : ossature de pilons et des poutres avec murs de branches tressées et recouvertes d'argile. Les toits étaient recouverts de branches et de paille. La fragilité de ces constructions demandait que les maisons fussent détruites et reconstruites à nouveau sur le même emplacement. Etant donné que de nombreux villages néolithiques existaient durant de très longues périodes au même endroit, ces reconstructions ont conduit à l'empilement de plusieurs couches successives, formant les tumulus néolithiques connues par les archéologues de nos jours. Le plus grand nombre de ces tumulus se trouvent dans la vallée de la Thrace supérieure (ex. le tumulus de Karanovo, l'un des plus célèbres) et en Bulgarie de nord-est. Les habitants de ces villages cultivaient essentiellement le blé et ses simili mais aussi des vergers et jardins avec divers légumes. Le bétail élevé était le mouton, la chèvre, le cochon, la vache. Notons la présence fréquente de chiens et de chats, les premiers servant de gardiens et d'aide dans la chasse et les seconds comme protecteurs des réserves de nourriture contre les rongeurs.

Comme au Paléolithique les ustensiles et les armes étaient fabriqués en pierre, silex, os et bois. La différence tenait dans la finition - ils se remarquaient par leurs surfaces lissées. Avec les peux animales comme matière d'habillement commencèrent à apparaître les tissus fabriqués par des filaments végétaux ou animaux. Ces tissus étaient également utilisés à des fins d'aménagement de l'intérieur.

Autre nouveauté de cette période est la production de divers récipients en céramique, ce qui a rendu possible la préparation cuisinée des aliments. Ces récipients avaient des formes intéressantes (qu'on retrouve d'ailleurs dans des objets de nos jours) et leur surface était souvent décorée avec deux ou plus de couleurs. Outre les récipients les hommes du Néolithique fabriquaient des figurines en céramique - des objet de culte, des statuettes, des jouets pour enfants. Les objets en céramique sont les témoins les plus caractéristiques de l'art néolithique. Une belle collection peut être vue dans le musée d'archéologie de Plovdiv.

Le Chalcolithique (dit encore Énéolithique) et la période qui marque la transition entre l'époque de pierre et l'époque de cuivre. Cette période en Bulgarie actuelle se profila à la frontière du VI et du V millénaire avant notre ère.

De nombreux tumulus du néolithique continuaient à être habités pendant le chalcolithique, léguant de nouveaux vestiges. Le changement majeur consiste en l'apparition des premiers objets en métal : ustensiles et bijoux fabriqués en cuivre pur. La métallurgie du cuivre fut probablement importée depuis l'Asie Mineure où elle existait bien avant. Comme pour l'agriculture, la péninsule des Balkans fut l'étape de transition de ce savoir-faire qui se propagea plus tard vers le reste du continent européen. Du fait de la faible solidité du cuivre, les outils en pierre continuaient à être utilisés pendant cette période.

Le Chalcolithique marqua l'apparition des premiers nécropoles. Elles étaient habituellement situées à l'ouest des tumulus d'habitation. Dans les sépultures, ensemble avec le corps, étaient placés des dons funèbres - des récipients en céramique avec des aliments ainsi que différents objets.

En Bulgarie se trouve l'un des sites les plus importants du monde de la période du Chalcolithique. Il s'agit de la Nécropole de Varna. Elle faisait partie d'un grand village qui se trouve aujourd'hui sous les eaux du lac de Varna. Sa découverte en 1972 créa une véritable sensation scientifique. Ensemble avec les tombeaux de masse, relativement pauvres en objets et comparables à d'autres nécropoles en Europe de sud-est, la nécropole révéla quelques sépultures exceptionnelles par leur somptuosité. Elles contenaient de multiples objets en or, en cuivre, en os et en céramique. Parmi eux - des sceptres et des diadèmes en or, objets supposant une appartenance royale des défunts. Ce sont les premières indications de la formation d'une classe sociale supérieure, une aristocratie qui concentrait déjà des ressources et un pouvoir considérables. L'or travaillé contenu dans ces tombes est le plus ancien en Europe jamais trouvé à ce jour (4 500 ans avant notre ère). Il peut être vu dans le musée d'archéologie de Varna. La nécropole de Varna atteste que les populations qui habitaient le littoral occidental de la mer Noire à cet époque étaient tout aussi avancées que celles des régions les plus avancés du Chalcolithique.

La pérennisation de cette civilisation avancée dans la région de Varna ne se fit pas pour des raisons encore inconnues. Elle déclina soit en raison de changements climatiques ou plus probablement suite à des arrivées massives de nouvelles populations qui se trouvaient à un stade inférieur de leur développement. Ainsi, comparé à l'Egypte et à la Mésopotamie dans la période entre le IV et le III millénaire, la péninsule des Balkans allait marquer un ralentissement dans son avancée.

C'est l'autre grande époque de la Préhistoire. Elle commence vers la fin du IV millénaire avant notre ère, après une très longue transition du Chalcolithique, et continua sur une période d'environ deux millénaires.

Elle marqua l'abandon des outils en pierre et leur remplacement total par un nouveau métal - le bronze. Alliage du cuivre et de l'étain, avec une faible température de fonte, il facilitait le coulage du métal tout en devenant très dur après avoir refroidi. Sur le plan agricole il est à noter l'élevage de chevaux, ce qui est un élément nouveau.

La péninsule des Balkans connut de nombreuses migrations de nouvelles populations durant l'époque du bronze. C'est également la période de la civilisation Thrace. De l'Âge du Bronze supérieur date l'un des trésors thraces les plus remarquables trouvés en Bulgarie - celui de Valtchétran, découvert par hasard en 1924 près du village éponyme, dans la région de Pléven. Il est composé de 13 objets en or, pour un poids total de plus de 12 kg. Rapporté à une période entre 1 600 à 1 200 ans avant notre ère il atteste de la puissance et de la richesse de son propriétaire.