El conjunt d’evidències arqueològiques més antigues documentades a les Coves de l’Espluga, està integrat per un conjunt de restes faunístiques que inclou dents de rinoceront, hiena, cérvol i cavall, així com diverses cornamentes de cérvol i una peça de quars, que sembla haver estat treballada o fragmentada intencionadament. La situació de la troballa (posició secundària) i l’agrupament dels elements semblen indicar que es tractaria d’un conjunt conformat per acció antròpica. La seva cronologia fa presumir una antiguitat que es podria remontar entre el pleistocè mitjà i superior (començaments de la darrera glaciació) i que ens podria suggerir la freqüentació de l’indret per part d’unes primeres comunitats neanderthalensis.
D’altra banda, a la Cova de la Vila s’han pogut identificar diversos nivells estratigràfics que constaten la presència d’indústria lítica de factura mosteriana, associada a diverses restes de fauna. La industria mosteriana (Mode Tècnic 3) és el tipus de tecnologia lítica que desenvolupen els neandertals, quelcom que ens indicaria efectivament l’utilització de la Cova de la Vila com a lloc d’hàbitat. Aquesta nova tecnologia va permetre als neandertals fabricar nous i diversos tipus d’eines, com les puntes de sílex per afilar les llances i javelines de ginebró o pi que després endurien al foc, així com ganivets tallants per poder escurar la carn dels ossos. Aquesta diversitat d’eines els va permetre disposar de més i millors eines per a potenciar les pràctiques col·lectives de caça. En tot cas, cal tenir present que la cavitat reuneix una sèrie de característiques especials, que permeten plantejar la seva ocupació estacional o periòdica per part dels grups nòmades del Paleolític Mitjà: es tracta d’un lloc temperat, espaiós, amb una gran lluminositat i, a més, es troba molt a prop del riu, un bon lloc per estar a l’aguait quan els animals hi anaven a abeurar.
En definitiva, al llarg del Paleolític Mitjà, podem proposar l’ocupació estacional i successiva de la cova per part de grups o clans neandertaliens, que es mourien pel territori seguint el desplaçament dels grans ramats de mamífers i els cicles de maduració dels fruits. Això els portaria cíclicament, a efectuar ocupacions breus de la cova (segurament durant unes poques setmanes), amb l’objectiu d’explotar a fons tots els recursos que els oferia l’entorn.