Tanto en lo que respecta a la transición entre el Paleolítico Medio y el Superior como en lo que atañe a la revolución cultural del final del Paleolítico, la Península presenta una clara diferenciación geográfica en dos tramos casi independientes: la cornisa cantábrica y la fachada mediterránea. La amplia zona central, representada por la meseta castellana y sus comarcas adyacentes, son casi dos vacíos en la investigación, en donde sólo se conocen instrumentos solutrenses (El Sotillo) y magdalenienses (Verdelpino, Jarama II), aunque la presencia de arte paleolítico permite sospechar que al menos el Paleolítico Superior Final tiene que tener una representación más importante que la que esta pobreza de hallazgos permite sospechar.
Región cantábrica
El modelo de evolución cultural existente en el sector comprendido entre el País Vasco y Galicia parece responder con relativa fidelidad al modelo aquitano, aunque siempre con algún retraso cronológico respecto a los yacimientos franceses. Según se desprende de las estratigrafías del El Pendo y Morín (Cantabria), el Paleolítico Superior se inicia en el norte de España algo antes del 30000 BP con la dicotomía Chatelperroniense-Auriñacense Arcaico. Sin embargo, las nuevas fechas de El Castillo han subido la cronología del Auriñacense inicial hasta el 39000 BP, con raíces al parecer en el Musteriense local. Pasada esta primera etapa, el Auriñacense es la única industria que permanece en la región, comenzando una evolución similar a la del Perigord. A diferencia de lo que ocurre con el Auriñaciense, el Gravetiense o Perigordiense Superior no se encuentra bien representado en la Cornisa Cantábrica. Existe una pervivencia de elementos auriñacienses junto con útiles muy característicos del Gravetiense. Según F. Bernaldo de Quirós, son más bien una aculturación de la población auriñacense y no la llegada de una tradición cultural foránea. Dentro de este momento podemos distinguir dos grupos, uno con buriles de Noailles y el otro con puntas pedunculadas del tipo Font Robert. Es en el yacimiento de Isturitz donde las características industriales permiten claramente el Perigordiense Superior con buriles de Noailles. Se observa un significativos aumento de buriles. La principal característica de esta estación es su especialización en la caza de la cabra montés. El Paleolítico Superior Final también se inicia con un nuevo influjo del suroeste francés, esta vez bajo la forma del Solutrense medio, datado en torno al 19500 BP en la cueva de Las Caldas. A partir de este momento, esta industria sufre una evolución tipológica ligeramente distinta a la de Francia (cuevas de Chufín y Riera). Con el Magdaleniense sucede algo similar, ya que llega como una variedad ya formada y luego sigue una evolución especial que parece indicar una adaptación al entorno por parte de esos nuevos grupos (cuevas de Altamira, Rascaño, La Viña, Tito Bustillo, El Juyo, Abauntz...). El Magdaleniense final, ya en el Holoceno, evoluciona hacia el Aziliense, industria epipaleolítica con la que no presenta grandes diferencias.
Fachada mediterránea
Auriñacense
Según los últimos trabajos efectuados en la zona, la aparición del Paleolítico Superior no ha sido simultánea en todas sus regiones. En Cataluña, según las fechas de l’Arbreda, el Auriñacense aparece, de modo intrusivo, a la vez que en El Castillo. A éste le sigue un Auriñacense arcaico similar al del valle del Ródano, ocumentado en los yacimientos de Reclau Viver, l’Arbreda y Abrí Romaní. En otros yacimientos catalanes pueden verse etapas más evolucionadas de esta misma industria (Can Crispin, Cal Coix). En la región valenciana, el Auriñacense es raro y se presenta bajo una facies evolucionada en Mallaetes y Beneito. En Andalucía y el Sureste los vestigios atribuidos al Auriñacense son muy discutibles y no cuentan con buenas dataciones.
En el Auriñaciense típico mediterráneo, la industria lítica es rica en raspadores en hocico y buriles busqué mientras que entre la industria ósea destacan las azagayas losángicas. También hay que destacar en la zona de levante una azagaya de base convexa y sección convexa y otra losángica que son las que apoyan la posición cronológica de 29.260 BP aproximadamente en un Auriñaciense Típico.
En cuanto al Auriñaciense evolucionado, el principal elemento para establecer una diferenciación con la base anterior es fundamentalmente la inversión en la proporción raspador / buril con un aumento significativo de los segundos. Respecto a la industria ósea, tenemos que destacar la ausencia de azagayas de base hendida siendo sustituidas por otras más robustas de sección circular o elíptica, así como numerosos colgantes sobre caninos atrofiados de ciervo.
Gravetiense
El Gravetiense está bastante mejor representado tanto en Cataluña (Reclau Viver, l’Arbreda, Roc de Melca, Castel Sala) como en Levante (Parpalló, Mallaetes, Maravelles, Barranc Blanc), aunque siempre con dataciones ligeramente anteriores al 20.000 BP. En Andalucía está representado por evidencias poco claras en esas mismas fechas. Climáticamente el Gravetiense se define gracias a la sedimentología de Les Mallaetes que muestra unas condiciones relativamente frías y húmedas Solutrense Es la industria más característica del mediterráneo español, que además tiene fechas muy tempranas en la región valenciana (anteriores al 20000 BP), por lo que se ha sugerido que aquí podría existir un origen independiente del franco-cantábrico. Además de presentar una evolución original, en la que aparecen las famosas puntas de aletas y pedúnculo, que sugieren la existencia del arco y la flecha, es una industria que aparece tanto en Cataluña (Reclau Viver, Cau des Goges, l’Arbreda), como en Valencia (Parpalló, Mallaetes, Barranc Blanc) y Andalucía (Cueva Ambrosio), llegando su influencia hasta Portugal.
Magdaleniense
Tras un Solutreo-Gravetiense en el que desaparecen las características puntas de retoque bifacial, el panorama mediterráneo parece presentar un Magdaleniense con fuerte carácter autóctono y relativamente pobre en industria ósea y arte mobilar (yacimientos de Parpalló, Volcán del Faro, Cendres, Bora Gran, Nerja, Matutano...), lo que recuerda a las industrias contemporáneas del sureste francés e Italia, aunque en el caso español existen arpones y bastones perforados característicos. Al igual que en el norte, las industrias epipaleolíticas de este sector derivarán claramente del Magdaleniense Final.
