En la cueva, conocida desde antiguo, dos jóvenes de Alles, Miguel Gutiérrez y Luis Noriega, descubrieron en el año 1971 varias manifestaciones de arte rupestre paleolítico.
La técnica de esta representación es el grabado profundo, casi semejando un bajo relieve.
Tras una primera fase de estudio del arte parietal, a comienzos de la década de 1970, la cueva de Coímbre permaneció sin un análisis más profundo y sin realizarse excavaciones hasta el año 2008, fecha en la que se realiza la primera campaña en la cueva.
Desde 2008 hasta 2012, un equipo de arqueólogos realizó una primera fase de excavaciones en la cueva, poniendo al descubierto varios niveles que constatan distintas ocupaciones humanas a lo largo del Paleolítico superior.
En concreto se descubrieron ocupaciones de distintas fases del Magdaleniense (inferior, medio y superior) y del Gravetiense.