Utredarna tror att det rör sig om kurder som tvångsförflyttades från norra Irak i slutet av 1980-talet. Offren har troligen ställts upp framför gravarna och mejats ned.
Massgraven ligger nära byn Samawana och är bara en av ca 300 massgravar som påträffats efter USA:s invasion.
Kropparna ska undersökas av rätts- medicinsk expertis och användas som bevis mot exdiktatorn Saddam Hussein.