舊石器時代是石器時代的早期階段，在考古學上是以使用打製石器為標誌的人類文化發展階段，距今約二百五十萬至一萬年，經歷了能人、直立人、早期智人和晚期智人階段。
中國舊石器時代考古起步較晚。到二十世紀初，中國還沒有確切的發現過舊石器時代的遺物，於是許多學者甚至懷疑中國是否存在過石器時代。1920年法國神父桑志華在甘肅慶陽縣發現了一塊人工打磨的石核和兩件石片，為中國發現最早的舊石器。從此正式開啟了中國舊石器時代的考古事業。
經過多年的考古工作，建立起中國舊石器時代文化發展序列的框架，證實了中國大江南北遍布着舊石器時代文化遺跡和遺物。如距今約一百八十萬年前的西侯度文化和距今約一百七十萬年前的元謀人化石，是中國境內目前已知最早的古人類化石和他們打製的石器。著名的還有北京周口店發現的北京人和山頂洞人遺址。
1929年，中國考古學家、古生物學家裴文中先生在北京市西南周口店龍骨山上的裂縫堆中，發現了一個完整的遠古人類的頭蓋骨化石。消息傳出，引起了世界關注，被當時國外學術界譽為古人類研究史上最令人震驚的發現。這顆頭骨保留着很多原始性，如額骨低平，明顯後傾；眉脊骨粗壯而且向前突出；面部較短，吻部前伸；下頜骨前部向後方傾斜。與藍田猿人相比，其腦殼較薄，腦量增大；比之現代人，腦量則較小。據研究，該原始人類生活於距今七十萬到二十萬年前。因其發掘地點，被命名為「北京人」。
1930年，裴文中又在龍骨山頂部發現了距今約兩萬年的古人類化石，命名為「山頂洞人」。其身體特徵與蒙古人種分支的現代中國人、美洲印第安人和北極愛斯基摩人極為相似，其體質特徵比北京人又大大前進了一步。
經過不斷發掘，龍骨山上還出土了眾多的頭蓋骨、體骨、肢骨、面骨，以及石、骨、木器具，反映了北京人和山頂洞人的生活狀態。其中，北京人洞穴遺址內厚厚的灰燼層，是人類用火的最早證據。山頂洞人骨針和裝飾物的發現則說明其已具有一定的審美意識和縫製衣服的能力。
發現北京人和山頂洞人，解決了十九世紀發現爪哇人以來，圍繞科學界近半個世紀的「直立人」究竟是猿還是人的爭論，為人類起源提供了大量富有說服力的證據。然而令人痛惜的是，無比珍貴的北京人頭蓋骨久已失去音訊。據說，抗日戰爭期間，為了安全起見，本來準備送往美國避難，但因珍珠港事件的爆發未能實現。從此之後，頭蓋骨不知去向，成為近代史上的不解之謎，也給中國人留下了無盡的遺憾。
