Außer dem Schulerloch bei Kelheim ist keine Höhle der Altmühlalb so ergiebig und wissenschaftlich wertvoll wie der Hohle Stein. Grabungen um die Jahrhundertwende (Prof. Schlosser) und 1922/23 (Prof. Birkner) erbrachten eiszeitliche Knochenreste und Hornsteinwerkzeuge. In nationalsozialistischer Zeit versuchte man hier – ohne Erfolg – das Skelett eines „Urgermanen“ zu finden.
Zum Hauptausgräber des Hohlen Steins wurde Dr. Gumpert, der 1951 bis 1953 mehr als zehn Zentner Knochen und Zähne einer eiszeitlichen Tierwelt und rund 3000 Steinwerkzeuge bergen konnte. Die erste Besiedlung der unteren Höhle erfolgte vor rund 120.000 Jahren. Steinwerkzeuge der mittleren Altsteinzeit sowie viele zum Verzehren des Marks aufgeschlagene Knochen von Mammut, Wildpferd, Rentier und Eisfuchs weisen auf Menschen aus der Neandertalerzeit vor etwa 80.000 bis 60.000 Jahren hin. Weiter fanden sich Werkzeuge aus der späten Eis- und Nacheiszeit, Pfeilspitzen der jüngeren Steinzeit, Lanzenspitzen aus Eisen, silberne Denare aus der Römerzeit und mittelalterliche Scherben.
In Zeiten, in denen die Höhle nicht von Menschen bewohnt war, diente sie Tieren als Unterschlupf: Bissspuren an Knochen von Wollnashorn und Mammut und versteinerter Kot weisen auf die Höhlenhyäne hin, auf Bären die spiegelglatten Bärenschliffe, die in der oberen Höhle durch das Hin- und Herschlüpfen von Höhlenbären entstanden.
