Примерно 40-35 тыс. лет назад происходит становление человека современного типа - Homo sapiens.
К этому периоду относится резкое улучшение каменного инвентаря. На смену трём-четырём основным формам мустьерского времени приходит разнообразный набор каменных инструментов.
С совершенствованием орудий резко уменьшаются их размеры, обогащаются и способы охоты.
В верхнем палеолите уже формируются племена; именно этот период характеризуется зрелым материнским родом, который представлял собой экзогамную группу людей, связанных узами родства и общностью происхождения по материнской линии.
Верхний палеолит в Средней Азии изучен мало. Очевидно, в противоположность мустьерскому времени, не во всех районах Средней Азии природные условия были благоприятными для жизни верхнепалеолитических людей.
Наиболее важным верхнепалеолитическим памятником является Самаркандская стоянка, расположенная на территории самого города. Среди тысяч изделий, полученных из трёх культурных слоёв, выделяются разнообразные инструменты: скребки, резцы, скребла, выемчатые орудия, рубящие орудия и т.д. В 1964 г. здесь найдена челюсть верхнепалеолитического человека. Руководитель раскопок Д.Н. Лев предполагал, что люди на Самаркандской стоянке жили в жилищах, сделанных из глины и камыша. Основную охотничью добычу составляли лошадь, осёл, зубр, верблюд, сайгак, дикий баран, благородный олень.
Другой памятник верхнего палеолита расположен в небольшой долине Туркестанского хребта, недалеко от кишлака Чорку, в местности, известной под названием Ходжа-Гор. Он принадлежит к концу верхнего палеолита; люди жили здесь, вероятно, 15-20 тыс. лет назад, уже в современную геологическую эпоху. Культурный слой здесь не сохранился - кремневые орудия переложены селевым потоком, но памятник интересен, прежде всего, очень богатым набором кремневых орудий, значительно отличающихся по своим формам и технике обработки от орудий Самаркандской стоянки.
Привлекая и другие материалы, можно сказать, что и в эпоху верхнего палеолита в Средней Азии продолжают существовать две технические традиции. Одна, связанная с восточно-азиатским и сибирским палеолитом (Самаркандская стоянка), и другая - переднеазиатским (Ходжа-Гор).