La cueva fue inicialmente descubierta por un muchacho, Marcel Ravidat, pero en un primer intento no pudo acceder al interior. Días más tarde, el 12 de septiembre de 1940, regresó con otros tres adolescentes, Jacques Marsal, Georges Agnel y Simon Coencas, que despejaron la entrada. Posteriormente se desplazaron por el interior y llegaron a la primera sala, donde encontraron las pinturas en las paredes, principalmente de animales. Notificaron el hallazgo a su profesor, quien a su vez se lo notificó a un prehistoriador por entonces refugiado en la zona, el abate Henri Breuil, que accedió a la cueva el día 21 de septiembre.[1]​

El acceso a la cueva para el público se facilitó tras la Segunda Guerra Mundial. Sin embargo, hacia 1955, el dióxido de carbono producido por los 1200 visitantes que la cueva recibía al día dañó la misma visiblemente. Por este motivo la cueva fue cerrada al público en 1963 y así preservar el arte rupestre de sus paredes. Después del cierre, las pinturas fueron restauradas.