El primer diente humano fósil fue hallado en 1991 ya en la segunda campaña de excavación, se trata de un diente permanente inferior (incisivo lateral izquierdo). El cuello del diente, entre corona y raíz, es muy ancho desde adelante hacia atrás. Tanto el desgaste de las coronas de las piezas anteriores, como la anchura del cuello son rasgos frecuentes en dientes del “Hombre de Neandertal” y del “Hombre de Heidelburgo” pero no en humanos actuales. El incisivo fue hallado en la parte de atrás del abrigo, en tierra suelta y polvorienta de color gris, que recubría el sedimento del Pleistoceno, duro, compacto y de color beige.

El proceso de limpieza del sedimento revuelto en décadas recientes, permitió la recuperación de otros dos dientes permanentes (un incisivo lateral derecho superior y un primer premolar superior derecho), así como diversos restos paleolíticos y paleontológicos entre los que destaca una vértebra de un elefántido jóven. Los dientes humanos también mostraban las dimensiones y el desgaste de las coronas que son tan característicos del Hombre Fósil.

Posteriormente la excavación sistemática del sedimento compacto del Pleistoceno de color beige proporcionó otros dientes humanos fósiles en situaciones que implican contextos antiguos intactos. Se trata de un canino superior izquierdo, muy desgastado con exposición del canal radicular, un primer premolar inferior derecho y la raíz de un diente permanente anterior.

La fauna mayor documentada incluye elefántidos, rinoceróntidos, megaceroides (cérvidos gigantes), bisonte, uro, macaco, hiena, jabalí, ciervo común, cabra hispánica, caballo silvestre, liebres, conejos y tortugas.

La morfología de los dientes de roedores fósiles nos indica especies algunas de las cuales se extinguieron en el Pleistoceno Medio antiguo. Hay numerosos dientes de Mimomys savini, Allophaiomys chalinei, Arvicola cf. deucalion,Pliomys episcopalis, Microtus brecciensis brecciensis, Terricola (Pitymys) huescarensis huescarensis, Allocricetus bursae, Apodemus flavicollis, cf. A. aff. mystacinus, and Prolagus calpensis.

Entre más de sesenta especies de aves la avifauna es especialmente significativa porque nos indica la presencia de lagos y pantanos cerca de la cueva en el Pleistoceno Medio de los que el polen fósil del abrigo nos habla de la presencia de árboles y plantas de entornos húmedos.

La excavación de capas cerradas en la cueva ha demostrado la presencia conjunta de utensilios paleolíticos tanto de tipología achelense (hacha de mano realizada por talla bifacial de un canto de calizo) como lascas de sílex extraídas mediante la técnica levaloisense de la reducción de núcleos (hasta quedarse en núcleos discoideos) y utensilios con filos que muestran retoque abrupto musteriense. Algunas piezas fueron retocadas para conformar raederas e implementos denticulados o con muescas. La materia prima procede de afloramientos cercanos de conglomerados en la mayoría aunque algunos elementos parecen ser de afloramientos de sílex más lejanos, aguas arriba en la Rambla de Tarragolla cerca de Los Royos de Arriba. También se han documentado percutores tanto duros, en cuarcita, como blandos realizados en asta de ciervo.

El polen analizado por el Dr. José Carrión demuestra un paisaje caracterizado por bosque mediterráneo húmedo en el valle, con predominio de Quercus (encina, roble) tanto de especies perennes como caducifolias, además de Pinus. Han sido identificados Pinus pinaster (pinastro, pino marítimo), Corylus avellana (avellano), Betula celtiberica (abedul), Fraxinus angustifolia (haya), Acer granatense (arce), Taxus baccata (tejo), Ulmus (olmo), Salix (sauce), Typha (junco), Arbutus unedo (madroño) y Erica arborea (brezo). Otras especies identifica­das, características de ambiente cálido, son Pistacia lentiscus (lentisco), Cistus (jara, lada), Olea europaea (acebuche) y Phillyrea (alheña). Juniperus (junípero, enebro) fue dispersado en los ecosistemas esteparios y la asociación Poaceae-Artemisia (ajenjo, ajorizo)-Ephedra (efedra)-Chenopodiaceae (a veces junto con Asteraceae) indica condiciones frescas y abiertas en el altiplano y la sierra.

Hasta 2004 se consideró el yacimiento como del Pleistoceno Medo tardío o Superior antiguo pero desde 2003 sin embargo, el estudio de los roedores fósiles encontrados ha demostrado que algunas de las especies documentadas se extinguieron hace al menos 500.000 años. Las dataciones  y determinaciones por la metodología de la luminescencia óptical del sedimento (OSL) efectuadas en la Universidad de Oxford indican que el conjunto tiene más de 650.000 años. La investigación paleomagnética de partículas del sedimento (publicada en 2009) confirma que el relleno entero es anterior a 0,78 Ma, y por tanto corresponde al Pleistoceno Antiguo reciente.