После небольшого перерыва произошла позднехвалынская трансгрессия, имевшая более скромные размеры. Пределы ее распространения были ограничены нулевой горизонталью (26–27 м над современным уровнем Каспия). Как и в предыдущем случае, можно проследить несколько фаз позднехвалынской трансгрессии. Более низкие террасы располагаются на абсолютных отметках —2, —11–12 и —16–17 м.
Позднехвалынский комплекс дидакн беднее в видовом отношении; представлены практически только два вида. Предполагается, что в период максимума нижнехвалынской трансгрессии каспийские воды переливались через Маныч в Черное море, преодолев водораздел, расположенный на высоте 50 м над уровнем моря.
Есть все основания связать обе хвалынские трансгрессии с поступлением огромных масс воды из приледниковых водоемов. Главным питающим каналом была Волга, собиравшая значительную часть вод из приледниковых озер Русской равнины. Радиоуглеродные датировки подтверждают это предположение. Возраст раннехвалынской трансгрессии соответствует оледенению раннего вюрма (70–40 тыс. лет назад), тогда как возраст позднехвалынской (20–10 тыс. лет назад) довольно точно совпадает с максимумом позднего вюрма.
На протяжении рисского оледенения рисс-вюрмского межледниковья и в начале вюрмского оледенения на территории Старого Света были широко распространены поселения неандертальского человека — Homo sapiens neanderthalensis. Определение времени существования, хронологическое и локальное подразделение и особенности развития неандертальца относятся к числу до сих пор не решенных проблем. Длительное время принимавшееся в науке деление неандертальцев на типичных (классических) и нетипичных ныне большинством исследователей отвергается. Согласно современным реконструкциям неандертальцы были широкие в плечах, коренастые: их средний рост составлял 1,62 м (1,65 м у мужчин, 1,55 м у женщин). Объем мозга был лишь немногим меньше, чем у современного человека (1500/1400 см3), хотя у отдельных индивидуумов (человек из Амуда) он достигал огромной величины — 1740 см3. Очень характерным для неандертальского человека было строение лицевого скелета: вдавлены глазные впадины, резко выделены подбровный валик и подбородок.
Советский антрополог В. П. Алексеев, произведя промеры и статистическую обработку большого числа скелетных остатков, выделил четыре группы в составе неандертальского населения: 1) европейскую, включающую также местонахождение Джебел Ирхуд в Северной Африке и один из черепов пещеры Схул в Палестине; 2) африканскую, по находкам в Афаре (ЮАР) и Брокен Хилл (Замбия); 3) переднеазиатскую, в которую входят многочисленные скелеты из пещеры Шанидар на севере Ирака, а также скелет ребенка из пещеры Тешик-Таш на юге Узбекистана.
Четвертую группу образуют некоторые черепа из пещеры Схул (Схул IV и V). Эти черепа отличаются высоким сводом, слабо наклоненной лобной костью, большим объемом мозга. Эти особенности, а также общие пропорции тела сближают схульских неандертальцев с человеком современного типа.
На протяжении раннего и значительной части среднего вюрма в бассейне средиземных морей, так же как в Европе и в Передней Азии, происходило развитие культур мустье. В археологической науке еще не решены многие проблемы, связанные с этим важнейшим этапом первобытной истории. Можно считать установленным лишь следующее: численность мустьерского населения на большей части Евразии возросла по сравнению с ашельским, и оно было лучше адаптировано к окружающей среде. Действительно, ашельское население существовало преимущественно в «теплых» ландшафтах: их постоянной добычей были такие теплолюбивые животные, как носорог, гиппопотам, макак. Мустьерские люди жили в значительно более суровых условиях. Уже в начале вюрмского времени в составе фауны Ближнего Востока произошли существенные изменения. Вымерли крупные животные — обитатели саванн, в первую очередь слоны и гиппопотамы. На Ближнем Востоке основными объектами охоты становятся сравнительно мелкие животные — обитатели горно-лесных ландшафтов: лесная лань, джейран, гиена, бык. На северном побережье Средиземного моря (грот Ортюс близ города Монпелье) охота шла на пещерного медведя, лошадь, благородного оленя, козла.
Особенностью мустье Передней Азии была высокая вариабельность каменных индустрий. Советский исследователь И. И. Коробков выделил восемь основных типологических вариантов левантийского мустье. Большая часть этих вариантов имеет определенно локальное распространение; они приурочены или к северной, или к южной зоне побережья, к Иудейской пустыне, району Тивериадского озера, Пальмирскому оазису. В целом не удается проследить зависимость типологических вариантов от особенностей хозяйства или же связать их с антропологическими типами древнего населения. Это, с одной стороны, указывает на существование относительно замкнутых культурных зон, а с другой — выявляет значительную подвижность мустьерского населения.