In de archeologische wetenschap worden de verschillende perioden tussen 250.000 v. Chr. tot ongeveer het begin van de jaartelling ingedeeld op basis van het gebruikte materiaal voor gereedschappen. Deze waren eerst uit steen en vuursteen, later uit brons en ijzer vervaardigd.
Neandertaler
De oudst bekende menssoort die in Twente heeft geleefd, is de Neandertaler. Hij is genoemd naar het dal (Tal) van het riviertje de Neander bij Keulen in Duitsland. De Neandertaler leefde in Europa en elders tijdens de oude steentijd van ongeveer 200.000 jaar tot 35.000 jaar geleden. Zijn lichaamsbouw verschilde sterk van de hedendaagse moderne mens: hij was meer gedrongen en ongeveer 1,5 m lang. Boven de ogen had hij een flinke wenkbrauwboog.
Ontstaan stuwwallen en beekdalen
In de oude steentijd werden lange perioden met veel vorst en sneeuw, de ijstijden, afgewisseld door warmere perioden. Enkele keren werd Twente zelfs bedekt met gletsjers, die een opstuwing van de bodem veroorzaakten, waardoor de Twentse stuwwallen met onder meer de Kuiperberg zijn ontstaan. Door de afvoer van het smeltwater van het gletsjerijs zijn de beekdalen rond Ootmarsum gevormd. Voorbeelden hiervan zijn het dal bij het Erve Ribbert aan de Vasserweg en het Molenbeekdal.
Zwervend bestaan
Twente vormde in deze periode het leefgebied voor allerlei diersoorten zoals mammoet, prehistorisch paard, muskusos en hert. De Neandertalers leefden vooral van de jacht op deze dieren, maar verzamelden ook noten en vruchten. Ze leiden een nomadisch bestaan. Hun gereedschap bestond uit vuistbijlen, schrabbers en messen gemaakt uit vuursteen. Van bot werden naalden gemaakt. Als bescherming tegen het weer bouwden ze hutten van natuurlijk materiaal en ze kleedden zich tegen de koude met dierenvellen. De in Twente rondtrekkende groepjes Neandertalers verbleven soms wat langer, dan weer korter in kleine kampen op wisselende plaatsen. Hoewel in Twente geen graven van Neandertalers gevonden zijn, is dit elders in Europa wel het geval. Over het uitsterven van de Neandertalers bestaan verschillende nog niet bewezen opvattingen.
Vuistbijlen in Ootmarsum
In de omgeving van Ootmarsum zijn op enkele plaatsen Neandertalervuistbijlen gevonden. Opmerkelijk was de vondst van een zeldzame kleine hartvormige vuistbijl, vervaardigd van de steensoort helleflint, door Marcel Julsing in oktober 2004 nabij Ootmarsum. Eerder werden al vuurstenen vuistbijlen gevonden door Hans Oude Rengerink in de omgeving van Mander en Jan ten Hoopen in de Mosbeek bij Bels in Mander.
