Впервые памятник искусства палеолита (изображение ланей, выгравированное на кости оленя) был открыт в 1834 году, во время любительских раскопок в гроте Шаффо (Франция). Однако возраст находки был поставлен под сомнение, и в научный оборот её ввели в 1887 году. Наличие худож. творчества в палеолите начали признавать после того, как при раскопках Э. Ларте и Г. Кристи в Ла-Мадлен (1864 год) найдено выгравированное на бивне изображение мамонта. Однако фигурам и знакам, обнаруженным в Ньо (1864 год), не придавалось значения, а росписи, открытые в Альтамире (1879 год), на Международном конгрессе антропологов и археологов в Лиссабоне (1880 год) были признаны подделкой. Причина такого отношения к находкам - в господствовавших эволюционистских представлениях о людях каменного века как о примитивных существах, не способных к художественному творчеству. Окончательное признание искусства палеолита произошло после открытия в 1901 году Д. Пейрони, Л. Капитаном, А. Брёйлем гравированных рисунков в Комбарель и живописи в Фон-де-Гом.

Проблема происхождения искусства. Эта проблема начала обсуждаться до открытий памятников палеолитического художественного творчества. В рамках «теории игры», основанной на эстетических концепциях И. Канта и Ф. Шиллера, развивался отражающий дух романтизма тезис о том, что искусство возникло как результат эстетического творческого побуждения человека к свободе от сил и законов природы и общества. В дальнейшем тезис о врождённом стремлении человека к художественному творчеству оставался одним из основных в ряде теорий (К. Бюхер, франц. исследователь Ж. А. Люке, франц. историк первобытности Л. Р. Нужье и др.). Широкое признание получила точка зрения о связи П. и. с магией, особенно после работы франц. археолога С. Рейнака о всеобщей истории пластических искусств (1904).

По мере накопления фактического материала встал вопрос о генезисе искусства. В середине XIX века Ж. Буше де Перт выдвинул гипотезу «простого этапа», согласно которой человек первоначально подмечал сходство некоторых природных объектов (камней, рельефа пещерных стен и т.п.) с животными и человеком, затем начал доделывать естественные модели, приближая к образам, которые существовали в его сознании, потом приступил к самостоятельному художественному творчеству. Французский археолог Э. Пьетт считал скульптуру наиболее простой и древнейшей формой изображений, возникшей в результате подражания человека природным образцам. В начале XX века А. Брёйль выделил изображения, которые могли быть отправной точкой в процессе возникновения первых памятников искусства: «макароны», или «меандры» (группы параллельных волнистых линий, прочерченных по глине пальцами или нанесённых на поверхность скалы зубчатым инструментом); силуэты кистей рук, выполненные как позитивное или негативное (например, оттиск) изображение, а также контурной обводкой. Во 2-й половине XX века А. Леруа- Гуран в созданной им схеме стилистической эволюции европейского искусства верхнего палеолита выделил начальный этап (стиль I), характеризовавшийся отдельными знаками и отсутствием сюжетных изображений. Однако открытие в Шове рисунков эпохи Ориньяк поставило под сомнение эти и другие эволюционистские теории.

Среди отечественных исследователей наиболее развёрнутые концепции возникновения искусства сформулированы А.П. Окладниковым и А.Д. Столяром, исходившими из положения, что искусству верхнего палеолита должен предшествовать этап символической деятельности неандертальца и даже архантропов. Древнейшим проявлением изобразительное творчества на рубеже среднего и верхнего палеолита, по Столяру, были «натуральные макеты» животных - естественные (например, сталагмит в пещерах Базуа, Италия) и искусственные (например, лепные в Монтеспан и Пеш-Мерль, Франция) основы, которые покрывались шкурами пещерного медведя. В современных исследованиях эти памятники относят к значительно более позднему времени, к эпохе Мадлен, что ставит высказанное суждение под сомнение.

Современные знания о хронологии пещерного искусства и искусства малых форм опираются на радиоуглеродные даты, в том числе полученные по пигменту росписей (AMS 14C). Новые находки показали, что древнейшие памятники первобытного искусства демонстрируют отличное знание натуры, развитые художественные образы, сложившиеся навыки работы краской, сложные композиционные решения. Открытия природных объектов, напоминающих человеческие фигуры и подработанных древними людьми в Ашеле (стоянка Берехат-Рам, Голанские высоты, Палестина, 1981 год; Тан-Тан), вновь делают актуальными гипотезы Ж. Буше де Перта и Э. Пьетта. Однако проблема возникновения искусства остаётся открытой.

Большинство древнейших памятников первобытного искусства обнаружено на севере Евразии, главным образом в Западной Европе, с максимальной концентрацией (особенно живописи) в так называемом франко-кантабрийском районе (юго-запад Франции, север Испании).