La cavité principale des grottes d´Altamira fut découverte en 1868 par un chasseur, Modesto Cubillas, alors qu’il essayait de libérer son chien attrapé entre des rochers. Personne ne pouvait imaginer à ce moment l’importance de cette découverte localisée dans un terrain karstique parsemé de grottes, de trous, de cavités.

En 1875, Marcelino Sanz de Sautuola (paléontologue de renommé et propriétaire de la propriété où travaillait Cubillas) eut connaissance de cette découverte. Il parcourut alors la grotte toute entière et y reconnu quelques signes abstraits, des traits noirs répétés, aux quels il ne donna aucune importance ne les considérant pas comme des œuvres humaines. Quatre ans plus tard, au cours de l’été 1879, don Marcelino revint à la grotte en compagnie de sa fille Maria de 9 ans. L’enfant pénétra dans la galerie jusqu’à une salle latérale où elle vit des peintures sur le toit. Elle s’en fut le dire à son père, tout surpris par la contemplation de l’ensemble grandiose des peintures de ces étranges animaux qui couvraient la presque totalité de la voute.

Dr. Hugo Obermaier

En 1880, Don Marcelino publia un livret au titre: Notes brèves sur quelques objets préhistoriques, dans lequel il suggérait une origine préhistorique des peintures. Les plus grands spécialistes à l’époque étaient français. Ils réagirent vivement face à une telle trouvaille, et entamèrent un débat intense au cours du quel ils en vinrent même à accuser l’espagnol de falsifications.  À cette époque, la capacité intellectuelle et artistique des hommes préhistoriques était totalement méprisée.

En 1902, enfin, la valeur des grottes d´Altamira et de ses peintures fut enfin reconnue. En partie du au fait que au cours des deux décennies antérieures d’autres gisements et matériaux paleolithiques similaires à ceux de Altamira avaient été découverts. Même Emile Cartailhac- l’un des plus fameux opposant à la thèse préhistorique d´Altamira, reconnut par écrit son erreur dans un article «Les cavernes décorées de dessins. La grotte d´Altamira, Espagne. Mea culpa d’un sceptique» (publié par l’Anthropologie en 1902).

En 1985, les Grottes de Altamira furent reconnues comme « Patrimoine de l’Humanité » par l’UNESCO.

Depuis leur découverte il y a plus d’un siècle, la grotte a fait l’objet d’études constantes, datations au carbone 14 entre autres.Grâce à ces études, le préhistorien André Leroi-Gourhian a proposé un laps de temps pour la réalisation des peintures  entre 15.000 et 12.000 ans mais certaines remonteraient même à 30.000 ans, avec une période de plus grande activité vers les 14.000 ans, ce qui indique une utilisation de la grotte pendant des millénaires par les habitants de la région.

Les grottes s’étirent sur une longueur de 300 mètres et possèdent plus de 150 représentations qui s’articulent en trois parties principales, reliées entre elles: le Grand Salon (le grand toit, ou salle des fresques), la Salle du Puit et la Salle de la Queue de Cheval.

Les éléments les plus connus d´Altamira sont réunis sur le plafond décoré du Grand Panneau. Cet ensemble est particulièrement notable d’un point de vue technique et artistique car il démontre un état de développement extraordinaire. On sait que à l’époque le sol de la grotte se trouvait plus haut que l’actuel: la paroi se trouvait à moins de 2 mètres du sol. La réalisation des peintures et leur vision globale supposent un défi technique important et une connaissance exceptionnelle des lois de la perspective.

Il y a à Altamira un total de 16 exemplaires de bisons de diverses tailles, représentés sous différentes postures, et réalisés avec plusieurs techniques de dessin et peinture. Les bisons sont associés à des chevaux, des cerfs et des signes techtiformes (claviformes). Malgré leur antiquité, il est impossible de qualifier ces représentations comme archaïques. Le réalisme en est sensationnel. Il dépend en partie de l’utilisation des renflements  naturels de la roche. Cette technique très habituelle dans l’art rupestre crée une sensation de volume, et unie à la vivacité des couleurs qui couvrent les surfaces intérieures (rouge, noir, jaunes, marrons) et à la gravure crée un effet de naturalisme pictural impressionnant.

El Gran Techo (le grand toit)

Ces images immortalisées sur les parois de la Grotte de Altamira permettent aux préhistoriens d’analyser les aspects fondamentaux des sociétés de notre passé le plus lointain. Elles permettent de connaître la faune existant alors grâce à la comparaison avec d’autres représentations du patrimoine rupestre de la péninsule, ou d’Europe (Tito Bustillo à Ribadesella, Asturies, ou Los Casares, Guadalajara). D’autres chercheurs pensent qu’il est possible d’arriver à comprendre les symboles utilisés par ces peuplements, et même leurs formes de penser et leurs relations sociales.

Altamira fut fermée au public en 1977, ce qui fait que la grotte n’est pas visitable étant donné les dégradations que le transit de visiteurs crée. Seuls  y ont accès les scientifiques.

Depuis 2001, près de la grotte est ouvert le Musée National et Centre de recherches d´Altamira, oeuvre de l’artiste Juan Navarro Baldeweg. Ce musée d´Altamira en plus d’une reproduction de la grotte présente une exposition permanente de certains objets de matériel paléolithique d’Europe. Une grande quantité de panneaux interactifs permettent aussi de connaître cette époque,  que compète tout un matériel audio visuel, et écrit, à la disposition des visiteurs.

Dans le musée, se trouve donc la Neogrotte d´Altamira, reproduction fidèle de l’originale. Le Grand Plafond peut donc être admiré par les visiteurs sans mettre en danger sa conservation, et ce, grâce à la récréation réalisée par Pedro Saura et Matilde Muzquiz (professeur de photographie et de dessin des Beaux-Arts de l’Université Complutense de Madrid). Pour cette reproduction on a essayé d’utiliser les mêmes techniques de dessin et de peinture que les peintres du paléolithique. L’étude du modèle fut si poussée qu’elle permit de découvrir de nouveaux dessins.