De 1953 à 1960, Ralph S. Solecki et T. Dale Stewart ont découvert dans la grotte de Shanidar, dans les Monts Zagros du Kurdistan irakien, les ossements de neuf Néandertaliens datés de 44 000 à 60 000 ans (période moustérienne). Quatre d'entre eux étaient morts sur place, ensevelis sous des éboulements successifs. Les autres avaient été inhumés dans des sépultures superposées : les ossements de Shanidar 8, un adulte jeune, et de Shanidar 9, un bébé de 9 mois, ont été dégagés sous les restes incomplets et entremêlés de deux femmes, Shanidar 6 et 7, découvertes à côté de Shanidar 4, un homme âgé couché en position fléchie. Le bébé a été inhumé le premier, suivi des deux femmes, qui furent enterrées ensemble. Puis une place fut dégagée pour Shanidar 4, d'évidence un personnage important.

Shanidar I (surnommé Nandy), décédé à l'âge de 30 à 45 ans, présente de nombreuses fractures consolidées qui témoignent de la solidarité dont il a bénéficié de la part de ses semblables durant sa convalescence. Paradoxalement, il ressemble plus aux Néandertaliens d'Europe qu'à ceux retrouvés en Palestine.

L'analyse du sol de la sépulture de Shanidar IV met en évidence les mêmes pollens dans presque tous les échantillons. Cependant, deux échantillons contiennent un nombre plus élevé de pollens de roses-trémières, et de nombreux grains de pollen de sept autres fleurs y sont regroupés en amas (certains amas avaient même conservé la forme de l'anthère de la fleur), ce qui indique que des fleurs complètes ont été introduites à l'intérieur de la grotte. L'identification de ces pollens par Arlette Leroi-Gourhan et W. Van Zeist permet de conclure que l'Homme de Neandertal Shanidar IV, qui repose à l'intérieur d'une enceinte de pierre marquant apparemment la limite de sa tombe, fut inhumé entre fin mai et début juillet, il y a 60 000 ans, sur un lit de rameaux d'Ephedra orné de fleurs souvent aux couleurs vives et dont la plupart ont des vertus médicinales ou psycho-actives. Solecki imagine que Shanidar IV était non seulement un personnage très important, mais aussi qu'il a pu avoir été une sorte de guérisseur ou de chamane.

Les ossements de Shanidar n'ont peut-être pas survécu aux bombardements de la Guerre du Golfe. Le seul vestige qui reste disponible est sans doute Shanidar 3, alors aux Etats-Unis. Ce serait une profonde injustice car les hommes de Shanidar nous ont permis de considérer les Néandertaliens sous un nouveau jour. Alors qu'ils étaient encore considérés comme des pré-humains bestiaux, leur sens de la solidarité envers leurs blessés, le fait qu'ils aient enterré l'un des leurs avec des offrandes de fleurs, et leurs probables connaissances botaniques et médicales les ont rapprochés de notre humanité.

Nos connaissances se sont en effet bien développées depuis la découverte de Shanidar. Nous savons aujourd'hui que l'Homme de Neandertal savait parler, que sa capacité crânienne égalait la nôtre, qu'il enterrait souvent ses morts, qu'il était parfois cannibale, qu'il avait vers la fin de sa carrière développé un art mobilier (colliers, proto-figurines), qu'il savait être violent avec les siens au point de les blesser au moyen d'un type de machette, et qu'il avait coexisté avec l'Homme moderne pendant 80 millénaires. Les causes de sa disparition restent mystérieuses.

Alors que l'Homme moderne (nous) est sans doute né en Afrique, l'Homme de Neandertal est un pur autochtone en Europe. Descendant de l'Homme de Tautavel, il s'est ensuite étendu au Proche-Orient déjà occupé par l'Homme moderne. Nous n'avons pas de preuve que les deux types d'humains s'y soient réellement rencontré. Tous deux y utilisaient toutefois la même technologie du Paléolithique moyen nommée moustérienne. Mais plus tard, en Europe, les Hommes de Neandertal, peu nombreux (quelques dizaines de millers), vont peu à peu disparaître quand y émigrent des Hommes modernes qui développent une autre culture, plus évoluée, les Aurignaciens. Certains Néandertaliens se modernisent eux aussi, troquant leur technique moustérienne contre un faciès du Paléolithique supérieur appelé châtelperronien. Mais en pure perte. Les Châtelperroniens disparaîtront de même que les Néandertaliens qui ont maintenu leur tradition moustérienne, tels ceux du Sud de l'Espagne. Alors qu'ils avaient su admirablement s'adapter aux rudes conditions de l'Europe glaciaire, ils ont été victimes de la concurrence des Hommes modernes qui ont profité de meilleures stratégies contre les nouvelles conditions de ces millénaires. Mais il s'en est fallu de peu pour que Neandertal ne survive. En effet, la longue coexistence (cohabitation ?) des deux humains, qui s'est étalée en Europe sur 12000 ans, indique que la supériorité de l'Homme moderne fut modeste puisque lente à émerger. Il n'y a en tout cas aucun indice de guerre ou de génocide. Les Hommes modernes n'ont sans doute pas décimé les Hommes de Neandertal. Se basant sur des études de squelettes, certains chercheurs estiment même que les deux groupes se sont métissés. D'autres, des généticiens, objectent que l'ADN des Néandertaliens diffère trop du nôtre et que nous formons une espèce distincte. De plus, la majorité des fossiles indique que les différences morphologiques des deux groupes se sont maintenues jusqu'à la fin de leur longue coexistence. Mais la lecture des os comme celle des fragments d'ADN ancien sont ardues et pleines d'aléas.

De récentes études montreraient que les Aurignaciens ont disparu il y a 30000 ans et n'ont pas mieux survécu aux aléas climatiques de la fin du Paléolithique moyen que les Néandertaliens, et que si les Hommes modernes ont continué à peupler l'Europe, c'est sous un autre faciès culturel, le Gravettien. Les auteurs de cette étude en concluent que c'est la supériorité culturelle du Gravettien qui a permis aux Hommes modernes de survivre, et non une hypothétique supériorité biologique des Hommes modernes sur les Néandertaliens.

D'autres auteurs affirment par ailleurs que l'émergence du Paléolithique supérieur en Europe serait liée à la diffusion de traits culturels nouveaux adoptés par l'Homme moderne mais aussi par l'Homme de Neandertal.

Une modélisation numérique, animée et en trois dimensions, du pouce et de l'index d'un Néandertalien de La Ferrassie indique qu'il avait des doigts aussi agiles que nous.

L'étude des dents des Néandertaliens révèle qu'ils atteignaient l'âge adulte vers 15 ans.