Les deux galeries d'entrée convergent après une cinquantaine de mètres dans une salle abondamment concrétionnée. Au-delà s'ouvre la galerie profonde, dont l'extrémité, séparée par un passage bas, a été ornée par les Paléolithiques; des traces de colorants sont visibles sur les parois précédant la zone ornée. Le plan de ce "sanctuaire" est coudé, long de 7 m et large de 0,7 à 1,5 m. Une petite "cloche" latérale, ouverte dans la paroi gauche, comporte des figures incisées: 2 mammouths, un félin, traits indéterminés, taches rouges, une silhouette féminine schématique, un triangle hachuré et une figure indéterminée. Le fond de la galerie concentre le maximum de figures, superposées dans un mélange de traits difficilement lisible. Seules les plus évidentes ont été relevées et décrites. Ces figures devaient à l'origine se détacher sur un fond coloré en rouge. On peut citer des mammouths, chevaux, aurochs, bisons, et un bouquetin mâle à l'encornure hypertrophiée, parmi d'innombrables tracés indéterminés.

Le style des figures (profils stylisés, corps couverts de hachures) laisse présager une homogénéité de la réalisation, et permet de les rattacher au Solutréen inférieur, bien connu dans plusieurs autres cavités ardéchoises, en particulier à Ebbou, où la technique d'exécution des figures semble présenter de nombreuses analogies avec la grotte des Deux-ouvertures.