Au cours du Pléistocène (qui s'étend de 2 588 000 ans à environ 11 700 ans), la géographie physique de la vallée était totalement différente de celle que nous connaissons aujourd'hui : toute la plaine de l'Agri était recouverte d'un bassin lacustre naturel, et une faune variée devait vivre le long de ses rives, dont l'elephas antiquus, dont les restes, datant d'environ 500 000 ans (Paléolithique inférieur), trouvés dans la localité de San Giuliano in Grumento Nova, sont encore conservés au Musée archéologique national de l'Alta Val d'Agri. L'homme qui habitait la région vivait aussi principalement de la chasse et de la récolte.