Diversos pueblos de tradición agroalfarera habitaron en sus terrazas desde el 200 d.C.

La investigación desarrollada por el Museo de Historia Natural de Valparaíso reveló que el valle de Chalinga fue ocupado sistemáticamente desde el 200 d.C. por pueblos prehispánicos:
En la zona del Norte Chico se ubicó el pueblo diaguita.
La presencia de grupos diaguita fue tardía. Los rastros de su ocupación se verifican en sitios funerarios y domésticos encontrados en Loma El Arenal y datan aproximadamente del año 1000 d.C.
En Chalinga sus ocupaciones fueron limitadas, en contraste con la ocupación de cada valle y quebrada de Illapel. La escasa presencia en la zona se explicaría por la mayor altura del valle y un menor desarrollo de las terrazas fluviales, que habría afectado el desarrollo de las labores agrícolas.
La presencia de los Incas en la zona fue escasa debido a que emplazaron sus asentamientos en otros valles del Norte Chico, que contaban con un acceso más fluido con la capital del imperio.
La utilización de Chalinga tuvo un carácter más bien funcional debido a su cercanía con asentamientos poblacionales diaguitas más numerosos.
Ello se complementó con un uso simbólico-ceremonial de la Quebrada El Tome, que presenta una pequeña cascada y un ojo de agua. Estos elementos naturales tenían un alto contenido mitológico en su cosmovisión.
Valle de Chalinga: hogar de comunidades prehispánicas
Frontera cultural que combinó las influencias del Molle y Llolleo, donde se han encontrado petroglifos y cerámicas.
Valle de Chalinga y los usos sociales de su espacio
Grupos prehispánicos construyeron sus habitaciones y sitios sagrados en quebradas cordilleranas y terrazas fluviales.
Las rocas talladas eran ubicadas en altura para que pudieran ser vistas desde grandes distancias.
En su mayoría se han hallado piezas monocromas, que difieren de las encontradas en otros sectores del Choapa.