Aunque probablemente la realización en 1862 de una serie de trabajos agrícolas relacionados con el cultivo de las tuneras para la cría de la cochinilla propició el hallazgo fortuito de la Cueva Pintada, no es hasta 1873 cuando se fecha su descubrimiento oficial. Fue en ese año cuando José Ramos Orihuela accedió a la cámara por una estrecha abertura en el techo.
Observó en sus paredes una serie de pinturas geométricas y esta circunstancia motivó la denominación popular de Cueva Pintada, nombre que hizo fortuna y ha perdurado hasta la actualidad. Desde ese momento, la denominada Cueva Pintada se convirtió en lugar de obligada visita para todos los eruditos e investigadores interesados en el pasado prehispánico de la isla.
En 1876, Chil y Naranjo incluyó una somera alusión a este acontecimiento en sus Estudios.
Por su parte, en 1883 Diego Ripoche en El Liberal EL LIBERAL aportó detalles de gran interés acerca de los hallazgos al señalar en sus escritos: «...encontrándose en su interior algunos cadáveres, vasijas y otros objetos que adquirieron algunos aficionados».
Después en 1884 Olivia Stone visitó el recinto e insistió en que el monumento fuese adquirido por el Ayuntamiento para proceder a su limpieza y permitir el acceso al público.
En 1887 fue el antropólogo francés René Verneau quien visitó la cámara y realizó una descripción minuciosa en la que señalaba la singularidad y la cuidada ejecución de cada uno de los paneles polícromos.
Es justo señalar que desde finales del siglo XIX se produjo una temprana toma de conciencia de ciertos sectores de la sociedad que alzaron sus voces para recalcar la extraordinaria relevancia de este hallazgo y defender su conservación. Así, el cronista Batllori y Lorenzo, a través de las columnas de la revista El Museo Canario, lanzó una llamada desesperada para la protección de la Cueva Pintada bajo el lapidario título Mi última tentativa. La "Cueva Pintada".
A lo largo del siglo XX continuaron las críticas a la desidia institucional, pero es sobre todo a partir del año 1967 cuando se inició una campaña de prensa a favor de la recuperación de este enclave, en especial de la mano de historiadores como Celso Martín de Guzmán y Elías Serra Ráfols.
Ante el progresivo deterioro de las pinturas, la Comisaría General de Excavaciones Arqueológicas emprendió en 1970 las obras de protección y aislamiento de las humedades que estaban afectando a los dibujos. Se iniciaron así las labores de limpieza y desescombro que dejaron al descubierto un grupo de cuevas que, rodeando a la cámara decorada, formaban un conjunto único.
La escasa información que se tenía entonces del tipo de poblados prehispánicos, unido a la falta de previsión y nula reacción ante los hallazgos que se fueron produciendo durante los trabajos, provocaron la destrucción de una parte importante de este complejo, del que sólo se pudieron recuperar escasos restos materiales gracias a algunos vecinos que los rescataban de los escombros.
Esta intervención se complementó con la construcción de un cierre arquitectónico que pretendía proteger la cueva y, en última instancia, abrirla al público. En el año 1972 se declaró Monumento Histórico Artístico y ese mismo año, en abril, se abrió al público
A Antonio Beltrán y José Miguel Alzola se debe el primer trabajo de investigación sistemática sobre el conjunto, publicado en 1974. Este estudio incluyó las primeras fotos a color y los dibujos más exactos realizados hasta esa fecha, contribuyendo sin duda a la difusión del yacimiento entre los especialistas.
Los primeros indicios del deterioro de las pinturas se observaron apenas ocho años después de la apertura al público en 1972. El regadío de las fincas del entorno, el inadecuado cierre arquitectónico y la nula planificación de las visitas provocaron una excesiva humedad ambiental y el aumento de la temperatura en el interior de la cámara.
A pesar de algunas reformas que mejoraron la ventilación del recinto, el mayor problema seguía siendo las continuas filtraciones del agua de riego y la agresión de los abonos químicos disueltos en ella. Se decidió entonces comenzar los trámites de expropiación de las fincas colindantes para poder retirar los cultivos. Este cúmulo de circunstancias obligó a tomar la decisión de cerrar la cueva al público en octubre de 1982. Fue entonces cuando se decidió iniciar un proyecto de investigación que permitiera volver a abrir la Cueva Pintada al público, pero esta vez garantizando su conservación.