Les manifestants ont scandé des slogans de soutien à leurs frères d'Iran.
Les organisateurs du rassemblement ont affirmé avoir demandé une autorisation il y a quelques jours aux services de l'ordre pour se diriger vers le bureau de l'Onu à Souleimaniyah, mais elle leur a été refusée.
Des groupes de l'opposition kurde iranienne basés au Kurdistan irakien ont également participé au rassemblement.
"Nous appelons à la libération de tous les prisonniers politiques et à la fin de l'état d'urgence dans le Kurdistan iranien", a affirmé à l'AFP Mostafa Fatih, un kurde iranien réfugié en Irak.
"Nous appelons aussi les groupes de défense des droits de l'Homme et les organisations internationales à exiger l'arrêt des arrestations et de l'oppression des kurdes aux mains des autorités iraniennes", a-t-il ajouté.
Deux personnes ont été tuées par balles et près de 150 arrêtées mercredi lors de troubles au Kurdistan iranien (nord-ouest), en proie à l'agitation depuis quelques semaines.
Les troubles ont débuté après la mort d'un jeune recherché par la justice et abattu dans la première quinzaine du mois de juillet lors de son arrestation.