El Montsec va ser una de les darreres zones de Catalunya on hi van habitar els dinosaures, ara fa més de 65 milions d’anys. Encara avui es poden admirar algunes de les restes de fòssils que hi ha en algunes poblacions del territori. D’aquestes, la més gran és el jaciment d’ous que es troba al nord del poble de Basturs (Pallars Jussà). Mentre, un dels més accessibles és el de Fontllonga, que es pot veure des del Mirador de la Massana (a la carretera del Doll). Al Montsec de Rúbies també s’han recuperat un gran nombre de restes d’espècies prehistòriques. Per conèixer més informació d’aquestes troballes històriques, el Museu de la Conca Dellà, a Isona, ofereix una exposició permanent sobre els dinosaures, a banda d’organitzar visites guiades pels jaciments.


Les troballes de pintures rupestres a la zona del Montsec ens indiquen que la presència humana en aquest territori va començar fa més de 17.000 anys. A més, també s’han trobat diferents restes de ceràmica de l’època neolítica que així ho certifiquen. Un total de 5 coves on s’han localitzat aquestes troballes són patrimoni de la humanitat. És el cas de La Cova del Parco, amb un gran interès per als amants de l’antropologia. De fet, una de les troballes més interessants és una agulla de cosir feta d’os, i que ara està en mans del Museu d’Història de Catalunya. A més, aquesta cavitat permet fer un recorregut històric per més de 10.000 anys de prehistòria. Un altre punt clau d’aquest patrimoni de pintura mural, és la Cova dels Vilars d’Os de Balaguer, on es poden visitar un total de 29 figures d’estil esquemàtic procedents de l’edat del bronze. Pel que fa als monuments funeraris, el més destacat és el Dolmen de Sols de Riu, a Baronia de Rialb. Situat dins l’àrea d’oci de la localitat i amb més de 4.000 anys d’història, el consistori el va traslladar de la seva ubicació original, avui banyada per les aigües del pantà. Per últim, també d’interès, són les troballes a la Cova del Tabac, a Camarasa.