El primer sondeo arqueológico lo llevó a cabo H. Obermaier en 1912. Excavó una superficie de 4 m x 3 m de en la sala de la actual entrada a la Cueva, conocida desde entonces como la Sala de los Murciélagos, atravesando sucesivamente:
a) 2 m. muy ricos en cerámica no decorada y algunos punzones de hueso rotos; ningún sílex ni objeto metálico; fauna actual.
b) 1 m. de tierra negruzca y estéril.
c) 1 m. de grueso bloque.
Entre las vasijas de cerámica recogidas, dos copas ovaladas en forma de casquete craneano (donadas por W. Verner al Museo Británico). Durante la campaña se recogió mucha cerámica en superficie: "... aparecía por toda la gran galería, bastaba remover la tierra fina que cubría las estalagmitas para encontrar cascotes sin decorar, algunos de grandes dimensiones" (Breuil y Obermaier, 1915). Juan Cabré, invitado también por Breuil a las exploraciones, encontró un vaso de tipo argárico que se conserva en el Museo Arqueológico de Málaga. En las galerías inferiores de las Grajas se encontró céramica decorada que fue donada por W. Verner al Museo Británico.
Posteriormente se han ido acopiando numerosas piezas encontradas principalmente por Tomás Bullón, en diversos lugares de la Cueva. Podemos destacar:
• Un hacha de bronce vaciada en molde y después trabajada a martillo, de borde convexo y sin talón, de clara tipología argárica; otro hacha plana de forma trapezoidal de carácter más antiguo; un fino punzón de cobre de unos 9 cm de longitud y sección cuadrada y otros pedazos de instrumentos. Pérez de Barradas encontró un hacha de bronce en la Galería de los Murciélagos.
• Venus de La Pileta Tomás la halló en los niveles superficie de la Galería de los Murciélagos en 1935. Se trata de una plaquita de cerámica modelada de unos 6 cm. de altura por medio de grosor, que se ensancha en su parte superior e inferior, estrechándose en su centro para formar la "cintura". La cara posterior es lisa, y la anterior presenta dos pequeñas protuberancias a modo de senos en su parte superior, y en la inferior una zona triangular rellena de puntos hechos con un punzón, indicando el triángulo sexual. Tiene dos agujeritos en la parte alta, indudablemente para ser colgada.