Začiatky skúmania paleolitu sú spojené s geologickými výskumami v 17. – 18. storočí, pri ktorých sa podarilo získať nálezy kostených zvyškov a kamenných artefaktov. Ľudia si boli vedomí, že v dávnych dobách na zemi existovali nejakí predchodcovia ľudí a zvierat a ich zánik sa spočiatku snažili vysvetliť cez mystiku napríklad pomocou biblie, v ktorej bola opísaná aj potopa sveta. Dnes je hlavne v európskom prostredí akceptované rozdelenie paleolitu na základe geochronologického princípu na starý (spodný) (3 milióny – 250 tisíc rokov pred n. l.) - niektorý autori pred neho vsúvajú ešte včasný, stredný (250 00 – 40 000 rokov pred n. l.), mladý (vrchný) (40 000 – 11 000 rokov pred n. l.) a neskorý (11 000 – 8 000 rokov pred n. l.).

V regióne Topoľčian pravdepodobne kvôli nehostinným podmienkam a slabému rozšíreniu rodu Homo, úplne absentuje osídlenie z obdobia staršieho paleolitu, čo je typické aj pre väčšiu časť územia dnešného Slovenska.

V nasledujúcom období stredného paleolitu prišlo k zmene a evidujeme tu už jednu lokalitu moustérienskej kultúry v jaskyni Čertova pec pri obci Radošina. Táto kultúra je spätá s druhom Homo neanderthalensis, ktorý mal na základe lokalít (aj) z územia Slovenska využívať jaskyne, ako svoje príbytky hlavne v mladšom období (ku koncu stredného paleolitu). 

V období mladého paleolitu bol región už pomerne husto osídlený, pričom najväčšia koncentrácia osídlenia sa nachádzala v juhozápadnej časti okresu. O najstaršom zaradení na začiatok mladého paleolitu možno uvažovať iba v prípade lokality jaskyňa Čertova pec neďaleko obce Radošina, ktorú mal krátkodobo osídliť druh Homo sapiens v období aurignacienu. Táto lokalita bola následne osídlená (lovcami mamutov) aj v období stredného úseku mladého paleolitu v gravettiene. Práve k tejto kultúre boli zaradené aj všetky ostatné presnejšie datované mladopaleolitické lokality v regióne Topoľčian, čomu zodpovedá hustejšia koncentrácia gravettských sídlisk aj na iných územiach Slovenska.

V období neskorého paleolitu v regióne opätovne absentuje osídlenie. Ostáva len otázkou či to môže byť spôsobené stavom výskumu, nemožnosťou presnejšieho kultúrneho zaradenia potvrdených paleolitických lokalít v regióne, zmenou klímy prípadne nejakého iného neznámeho vonkajšieho činiteľa. Na základe situácie (aj) na Slovensku však treba podčiarknuť všeobecne rozšírený trend klesania počtu lokalít v tomto období a v súvislosti s regiónom Topoľčian redukciu enkláv osídlenia do tesného susedstva na Považie a Ponitrie.