Dal punto di vista archeologico la grotta ha restituito evidenze di frequentazione si a cominciare dal periodo Neolitico (in un ambito cronologico tra il 5.600 e il 5.200 a.C.) con l’ambiente che divenne prima sepolcro poi luogo di culto a più riprese fino all’età del Bronzo.

Tra il VI secolo a.C. e il V secolo d.C. Grotta Bella svolse la funzione di un vero e proprio santuario di riferimento del territorio: lo attestano i ritrovamenti di offerte sotto forma di bronzetti votivi di tipica fattura delle popolazioni umbre e poi, con la romanizzazione, votivi anatomici in terracotta.

Nella grotta sono state rinvenute anche monete, lucerne, piccoli vasi e un non interessante quantitativo di tegole che potrebbero far pensare alla costruzione, all’interno della cavità, di un edificio cultuale.

Non sappiamo molto riguardo ai culti praticati nella grotta, e dei probabili rituali connessi, ma certo è che Grotta Bella divenne un importante riferimento religioso del territorio umbro.

Alla sacralità del luogo avranno contribuito, senza dubbio, le peculiarità intrinseche del sito: dotato di un grande ambiente iniziale in penombra, misterioso e apparentemente senza fondo, con uno stillicidio in certi momenti così intenso da sembrare prodigioso.

Alcuni dei materiali rinvenuti nella grotta si possono vedere oggi all’interno del Centro di Paleontologia Vegetale della Foresta Fossile di Dunarobba.