Se han identificado varios sitios arqueológicos en diferentes sectores del parque que evidencian la presencia de grupos humanos desde hace casi 13.000 años de antigüedad. Uno de estos sitios es La Enramada 3, un alero cuya cronología es de 12.700 años AP en el cual habrían tenido lugar actividades de caza, para lo cual utilizaban lanzas arrojadizas que tenían puntas de proyectil líticas conocidas por su forma característica como “cola de pescado”.

En el área se establecieron campamentos base o residenciales principalmente durante los primeros milenios de ocupación y también existen ocupaciones temporarias por parte de excursiones de caza. A partir de unos 4.500 años atrás se vuelve más común el establecimiento de campamentos temporarios (utilizados por pocas personas) vinculados con la cacería de guanacos y ciervos, ya que los campamentos residenciales se concentran en los valles interserranos. Desde hace unos 1.400 años, esta tendencia de utilizar las pampas de altura como espacios de caza se vuelve más notable, y se incorporan sitios con arte rupestre y con uso funerario.

La ocupación prehispánica de los ambientes de altura se vio interrumpida desde mediados del siglo XVI, con el establecimiento del régimen colonial español, desarticulando prácticas milenarias en las sierras de Córdoba. A principios del siglo XVII, una gran cantidad de tierras que incluían la pampa de Achala fueron donadas a la Compañía de Jesus, quienes las utilizaron como lugar de pastoreo del ganado vacuno y mular de las Estancias Jesuíticas de Alta Gracia y La Candelaria. Las mulas estaban destinadas a los mercados del Potosí.

La actividad agropecuaria moderna se desarrolló en los inicios del siglo XX, donde se comienzan a formar las primeras estancias, que con el tiempo se convirtieron en las principales figuras alrededor de las cuáles gira la economía de la zona. Y hacia fines del siglo, la explotación ganadera a gran escala se realizó un intenso uso ganadero que dio origen a una gran degradación ambiental.

Existen también evidencias del patrimonio cultural inmaterial tanto dentro como fuera del área protegida, que confieren a sus habitantes la identidad serrana. Tal es el caso de los conocimientos y prácticas tradicionales serranas, especialmente las prácticas artesanales, estrechamente relacionadas con el entorno natural propio de Achala; los Fortines Gauchos, generalmente asociados a celebraciones patrias y religiosas; y la impronta que dejara el Cura Brochero en la región (cabalgatas brocherianas).