این موزه که شامل مجموعه‌ای از آلات و ادوات سنگی و استخوان‌های انسان دوره‌های پارینه سنگی در ایران و کشورهای دیگر می‌شود، در سال 1386 خورشیدی توسط فریدون بیگلری (باستان‌شناس و متخصص پارینه سنگی) و علیرضا مرادی بیستونی (معاون میراث فرهنگی اداره کل میراث فرهنگی، صنایع دستی و گردشگری استان کرمانشاه) تأسیس شد.
این موزه دارای چهار اتاق است که در آنها آثاری متعلق به دوره‌های دیرینه سنگی و نوسنگی با قدمت 100 هزار تا 8 هزار سال پیش نگهداری می‌شوند. در اتاق اول مستندی در خصوص ابزارآلات سنگی و چگونگی ساخت آنها و مولاژهایی (نمونه‌های شبیه‌سازی شده) از انسان نئاندرتال در ایران و خاورمیانه ارائه شده است. این نمونه‌ها در ابعاد واقعی و توسط گروهی از هنرمندان پیکره‌ساز و تحت نظر دکتر بیگلری ساخته شده‌اند. لازم به ذکر است که ساخت این گونه مولاژها بسیار فنی و حساس است و تنها تعداد معدودی از موزه‌های مشهور دنیا موفق شدند نمونه‌های قابل قبولی از این انسان‌های منقرض شده به نمایش گذارند.
در اتاق دوم استخوان‌هایی از انسان و حیوانات منطقه زاگرس و چندین جمجمه انسان که از مناطق باستان‌شناسی اروپا و خاورمیانه به دست آمده است، در معرض نمایش قرار داده شده‌اند. در این بخش از موزه فسیل‌هایی نگهداری می‌شوند که از غار وزمه (در اسلام‌آباد غرب) به دست آمده‌اند.
در اتاق سوم ابزارآلات سنگی مربوط به دوره دیرینه سنگی مناطقی چون کَشَف‌رود (منطقه خراسان)، گنج پر (منطقه گیلان) و شیوه تو، قابل رؤیت می‌باشند. آثار نگهداری شده در این قسمت، قدیمی‌ترین آثار موجود در این موزه می‌باشند.
در اتاق چهارم موزه نیز ابزارهای سنگی و استخوان‌های حیوانات مربوط به اواخر عصر سنگ و نوسنگی وجود دارد.
در این موزه نمونه‌های شبیه‌سازی شده از جمجمه انسان هوشمند و تصاویر بازسازی شده از شکارچیان عصر سنگ نیز به نمایش گذاشته شده است.
نقشه موقعیت غارها، پناهگاه‌ها و دیگر زیستگاه‌های دوره پارینه سنگی ایران، تصاویر این مکان‌های باستانی و پخش فیلم‌های مستند درباره پارینه سنگی ایران و جهان، از دیگر جذابیت‌های این موزه (برای مردم و متخصصین) می‌باشد.
قدیمی ترین اثر موزه
قدیمی ترین اثری که در این موزه نگهداری می گردد مربوط به ابزار سنگی است که با قدمتی نزدیک به یک میلیون سال در کشف رود خراسان بدست آمده است.
موزه پارینه سنگی (زاگرس) کرمانشاه در مجموعه تکیه بیگلربیگی که از آثار برجسته معماری عصر قاجار در این شهرستان است، قرار دارد و هر روز پذیرای گردشگران، میهمانان و دوستداران تاریخ است.
تکیه بیگلربیگی
تکیه بیگلربیگی از شاهکارهای دوران قاجار در کرمانشاه است که در سال ۱۳۰۹ ه.ق به وسیلۀ عبدالله خان ملقب به بیگلربیگی از بزرگان کرمانشاه ساخته شده و بنای آن در سال ۱۳۱۵هجری قمری به پایان رسیده است. این بنا آینه کاریهای بی نظیری دارد که پس از ساخت بنا دوباره آینه کاری و مرمت شده است. تکیه بیگلربیگی در بافت قدیمی شهر روبروی مسجد جامع قرار گرفته و سه ورودی دارد که ورودی اصلی آن در بخش جنوب شرقی جای دارد. روی در ورودی با گچ بریهای هندسی همراه با نقش دو پرنده و نشان شیر و خورشید تزئین گردیده است. پس از گذر از در ورودی که دارای کوبه های زنانه و مردانه است فضای هشتی ساخته شده است. پس از هشتی که سقف آن با رسم بندیهای آجری تزئین شده است دالان کمابیش درازی وجود دارد که به حیاط اصلی تکیه منتهی می شود. در سمت چپ دالان ورودی موزۀ پارینه سنگی زاگرس قرار دارد. تکیه دارای حیاط کمابیش بزرگی است که در وسط آن حوض بزرگی دیده می شود. بخش غربی دارای ایوان کمابیش بزرگی است و با سه پلۀ سنگی به حیاط راه دارد. در بخش شمالی حیاط هم ایوان بلندی با دو ستون بلند خود نمایی می کند. اطراف حیاط به وسیله فضاهای گوناگونی احاطه شده که فضاهای بخشهای شرقی و جنوبی حیاط کارکرد مسکونی داشته است. درگوشۀ شمال شرقی حیاط، آشپزخانه وجود دارد که در روزهای محرم برای تهیه غذای سوگواران از آن استفاده می کردند. در جای جای بخش آینه کاری شدۀ تکیه عکسهایی از بانی بنا و بزرگان کرمانشاه در اواخر دورۀ قاجار به نمایش درآمده است. درون قابی که دربخشی از آینه کاری تکیه گذاشته شده کتیبه ای دیده می شود که به نام هنرمند آینه کار اشاره کرده است (عمل مشهدی مصطفی بنای کرمانشاهی ۱۳۲۶ ه.ق). در بخش دیگری از تکیه موزه ای به نام موزۀ خط و کتابت نیز دایر است که دارای اسناد و مدارک تاریخی و نسخه های خطی است و بازدید کنندگان می توانند از آنها نیز دیدن نمایند.
در سال ۱۳۸۰ سازمان میراث فرهنگی این مکان را خریداری و در سالهای ۱۳۸۱و ۱۳۸۲ مرمت شد.
