"Τα ευρήματα που ήρθαν στο φως χρονολογήθηκαν στη Νεότερη Νεολιθική, την Πρώιμη, τη Μέση και την Ύστερη Χαλκοκρατία".
Οι πρώτες αυτοψίες αρχαιολόγων στο σπήλαιο, έγιναν ήδη το 1967 από τον Ευθύμιο Μαστροκώστα και το 1971 από τον Φώτιο Πέτσα.
Η περισυλλογή αρχαίων οστράκων, από τυχαία εκσκαφή στο εξωτερικό και περιορισμένη ανασκαφή στο εσωτερικό, έδωσαν αντίστοιχα τα πρώτα δείγματα Νεολιθικής και Πρωτοελλαδικής κεραμικής.
Αρκετά χρόνια αργότερα (1992-1994) πραγματοποιήθηκε η ανασκαφή της Εφορείας Παλαιοανθρωπολογίας-Σπηλαιολογίας, με υπεύθυνο τον Αδαμάντιο Σάμψων* (καθηγητή σήμερα της προϊστορικής Αρχαιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Αιγαίου) και έφερε στο φως ανθρωπολογικά και αρχαιολογικά ευρήματα, τα οποία τεκμηριώνουν ότι το σπήλαιο αυτό, όχι μόνο ήταν γνωστό στον άνθρωπο, αλλά και ότι κατοικήθηκε για μεγάλα χρονικά διαστήματα, με πρώτες ενδείξεις στην 6η χιλιετία π.Χ.
Η ανασκαφή στο σπήλαιο των Λιμνών έγινε πολύ καθυστερημένα, σε σχέση με την εξερεύνηση και την αξιοποίηση του, η οποία προηγήθηκε χωρίς προβλήματα από αρχαιολογικής πλευράς, αφού, όπως ήδη περιγράψαμε παραπάνω, το προς ανασκαφή τμήμα ήταν απομονωμένο από το υπόλοιπο και λειτουργούσε από την φυσική είσοδο.
Η ανασκαφική έρευνα πραγματοποιήθηκε σε τρία διαστήματα και παρά το ότι ερευνήθηκε ενδεικτικά ένα μικρό μόνο μέρος, όπως γίνεται συνήθως στις ανασκαφές των σπηλαίων, οι τομές που έγιναν σε διάφορα επίπεδα στο εσωτερικό, στην είσοδο και τα πλάγια, έδωσαν επαρκή στοιχεία για όλες τις φάσεις της κατοίκησής του.
Τα ευρήματα που ήρθαν στο φως χρονολογήθηκαν στη Νεότερη Νεολιθική, την Πρώιμη, τη Μέση και την Ύστερη Χαλκοκρατία. Ειδικότερες μελέτες οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι ο χώρος εσωτερικά και εξωτερικά χρησιμοποιήθηκε περισσότερο στη περίοδο που ονομάζεται Νεότερη Νεολιθική Ιβ-ΙΙ και τοποθετείται από τα μέσα ως το τέλος της 5ης χιλιετίας π.Χ., με κύρια φάση γύρω στα 4.300 και διαρκή χρήση για 300-400 χρόνια περίπου. Αλλά και πολύ αργότερα, έως την Ύστερη Εποχή του Χαλκού (γύρω στα 1100 π.Χ.) υπάρχει πολλαπλή χρήση του χώρου, κυρίως κοντά στην φυσική είσοδο και την πρώτη αίθουσα του σπηλαίου, που ήταν πάντα εύκολη σε πρόσβαση και όπου υπάρχει περισσότερο φως και υψηλότερη θερμοκρασία.
Κατά την αρχαιότητα ήταν δύσκολο να προχωρήσει κανείς μετά τα πρώτα 80 μ. στο σπήλαιο (όσο είναι το μήκος του πρώτου τμήματος), γιατί σ' αυτό το σημείο υψώνεται ένας κάθετος βράχος, μετά τον οποίο ακολουθεί το δεύτερο και τρίτο τμήμα του σπηλαίου με τις λιθωματικές λεκάνες. Σε περιόδους μάλιστα βροχοπτώσεων το νερό από τις λίμνες έπεφτε με μορφή καταρράκτη και κατέκλυζε και το πρώτο τμήμα. Τέτοια επεισόδια πλημμύρας αναγνωρίστηκαν κατά την ανασκαφή. Πρόκειται για στρώματα αργίλου χωρίς ανθρωπογενές υλικό, αντίθετα με ό,τι συμβαίνει στα άλλα στρώματα όπου βρέθηκαν δάπεδα κατοίκησης με εστίες, στάχτη και κάρβουνα, μικρές κατασκευές από ξερολιθιά, τμήματα κλιβάνου, θραύσματα αγγείων, λίθινα και οστέινα εργαλεία, πήλινα σφονδύλια, ένα λίθινο κόσμημα, υφαντικά βάρη, οστά ζώων, καθώς και ένα σημαντικό ανθρωπολογικό εύρημα: αρχικές και δευτερογενείς ταφές 13 περίπου ατόμων. Τα πήλινα αγγεία ήταν καθημερινής χρήσης και παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία σχημάτων. Μόνο από τη Νεότερη Νεολιθική που αναφέραμε παραπάνω, προσδιορίστηκαν 30 περίπου διαφορετικοί τύποι αγγείων -μικρών και μεγάλων- για την παρασκευή του φαγητού και τη φύλαξη των προϊόντων. Από τα ευρήματα δεν μπορεί εύκολα να διευκρινιστεί εάν η χρήση του σπηλαίου ήταν περισσότερο οικιστική ή αποθηκευτική, παρατηρήθηκε όμως ότι το μεγαλύτερο ποσοστό κλειστών αγγείων, μεγάλου μεγέθους, προέρχεται από το εσωτερικό του σπηλαίου, ενώ αντίθετα τα ανοικτά χρηστικά αγγεία μικρού μεγέθους, προέρχονται από τις εξωτερικές τομές. Αυτό είναι απολύτως φυσικό, η αποθήκευση δηλαδή να γίνεται μέσα και η προετοιμασία ή παρασκευή του φαγητού έξω από το σπήλαιο, ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες. Οι περιστασιακοί κάτοικοι του σπηλαίου πρέπει να ήταν κτηνοτρόφοι με αιγοπρόβατα, χοίρους και λίγα βοοειδή. Η διατροφή τους θα συμπληρωνόταν και από το κυνήγι, αφού είναι γνωστό ότι στους ορεινούς όγκους των Αροανίων ζούσαν ελάφια και λαγοί. Βέβαια τα μέλη της μακρινής εκείνης κοινότητας θα είχαν παράλληλα και συνήθεις οικιακές ασχολίες όπως άλεσμα σπόρων, επεξεργασία δερμάτων, ξύλου, λίθου και μαλλιού, με χρήση τριπτήρων, πελέκεων, αξινών και λεπίδων οψιανού ή πυριτόλιθου. Πολύτιμα κοσμήματα, διακοσμημένα αγγεία ή σημαντικά αντικείμενα δεν βρέθηκαν στο χώρο, πράγμα που σημαίνει ότι επρόκειτο μάλλον για μια φτωχή κοινωνία.
Συμπερασματικά θα λέγαμε ότι, το σπήλαιο αποτέλεσε ένα πυρήνα για μια μικρή νεολιθική κοινότητα, με χαρακτήρα γεωργικό - κτηνοτροφικό, που εγκαταστάθηκε γύρω από την είσοδο του, αλλά κατά περίπτωση και μέσα σε αυτό, με βάση ό,τι μπορεί να προσφέρει ένα έγκοιλο: σταθερή θερμοκρασία, δροσιά και προστασία. Κατά την Πρωτοελλαδική περίοδο, η ανθρώπινη δραστηριότητα μειώνεται σε μεγάλο βαθμό και η χρήση του σπηλαίου γίνεται πολύ αραιότερη και σποραδική, ενώ αποκλείεται κάθε περίπτωση μόνιμης ή εποχικής κατοίκησης για μεγάλο χρονικό διάστημα.