למערה מתאר מאורך (כ-60 מ' אורך; איור 5). הפתח המערבי מוליך למסדרון נמוך (חלל A; כ-8 מ' אורך) ומשם לחלל מרובע (חלל E; כ-4 × 4 מ', 2 מ' גובה ממוצע), שמפלסו נמוך ממפלס המסדרון בכ-1 מ'. חלל E נפתח מערבה לעבר החלל המרכזי של המערה (חללים DB; כ-20 מ' אורך; כ-4 מ' רוחב, 4 מ' גובה מרבי), לצפון לעבר מחילה צרה (חלל F; כ-7 מ' אורך, כ-1 מ' רוחב) ולמזרח לעבר מעבר (חלל G) המוליך לפתח המזרחי של המערה. נפתחו שמונה שטחי חפירה: בחלל המרכזי (שטחים IVI; איורים 6–8), בצפון חלל E סמוך לדופן המערה (שטח V), בחלל F (שטח VI), בחלל A (שטח VII) ובכוך קטן מצפון לפתח המזרחי (שטח VIII). בכל שטחי החפירה נחשפה אדמה תחוחה ויבשה שהופרעה בעת חפירות השודדים. האדמה סוננה בנפות של 5 מ"מ סמוך לפתח המזרחי (איור 9), והתגלו חרסים, ממצא אורגני מגוון, עצמות בעלי חיים, גללים ושרידי מזון צמחיים. במכלול החרסים כלים מתקופת הב"ק 1ב'1 (שלב 'ערני C'), בהם קערה (איור 1:10) שפות פערורים מעובות (איור 2:10–5), שפת קנקן מפושקת (איור 6:10), בסיסי קנקנים שטוחים (איור 7:10, 8) ושברי גוף מחופים במשח לבן שעליו צבועים פסים אדומים-כתומים (איור 9:10). עוד נחשפו חרסים מהתקופה הרומית התיכונה, בהם סירי בישול (איור 1:11–3), קנקנים (איור 4:11–8), פך בישול (איור 9:11), פכיות (איור 10:11, 11), שבר של נר עגול (איור 12:11), שעל כתפו עיטור של גרזן כפול מטיפוס ששימש למן סוף המאה הא' ועד ראשית המאה הג' לסה"נ, ושבר של כלי זכוכית (לא צויר). לפי מכלול החרסים אפשר לתארך את הפעילות במערה לתקופה שבין שתי מרידות היהודים ברומאים. אפשר שהמערה שימשה מקום מפלט לנמלטים בסוף מרד בר כוכבא בדומה למערות טבעיות רבות במדבר יהודה בכלל (אשל תשנ"ט; תש"ע) ובנחל חבר בפרט (ידין תשל"א; Aharoni 1962).

בחלל המרכזי (שטח L104 ,II) התגלתה פיסת עור שלה ידית קלועה (איורים 12, 1:13), הדומה לידית שנמצאה במערה בחפירות אהרוני (חפץ מס' 53-1266; איור 2:13), שהייתה מחוברת כנראה לנאד או תיק (איור 3:13). כן נחשפו אריגים, חבלים, פיסות עור מעובד ורשת עשויה חוטי פשתן, אשר שימשה אולי ללכידת ציפורים. הממצא האורגני השתמר הודות לאקלים היבש השורר בשוליים המזרחיים של מדבר יהודה וסביר שתיארוכו הוא כשל החרסים. עם זאת, ייתכן שחפצים אחדים הם מתקופות אחרות שאינן מיוצגות בממצא הקרמי; בתיארוך רדיומטרי של הפריטים יתברר עניין זה.
בשטח II, מתחת לשכבת אדמה תחוחה שבה פעלו שודדי העתיקות, התגלה מרחב מוגבל (כ-0.25 מ"ר) שבו נשמרה שכבה שלא הופרעה (L117), ונחשפו בו שרידים מפוחמים מעורבים בסדימנט, שמקורו בבליה של  דופנות המערה ותקרתה, לצד מעט חומר אורגני שאינו מפוחם. אלו כנראה שרידי מוקד (0.4 מ' קוטר; איור 14).
 
מיקומה של המערה סמוך לגבים, שהם ממקורות המים היציבים במרחב שבין עין גדי למצדה, הגישה הנוחה יחסית אליה והמרחב הפנימי הנוח לשהות, משכו את בני האדם לשהות בה. למרות התנאים הנוחים בה, היא שימשה בשתי תקופות בלבד: הב"ק 1 והרומית התיכונה. בעבר רווחה הדעה כי מרבית הממצא הפרוטו-היסטורי במערות מדבר יהודה הוא מהתקופה הכלקוליתית המאוחרת (התרבות הע'סולית). לאחרונה נטען כי המערות שימשו גם בתקופת הב"ק 1ב' (Davidovich 2012), על סמך קרמיקה מהתקופה שהתגלתה בכ-15 מערות במצוקי מדבר יהודה, במרחב שבין נחל דרגה בצפון ונחל צאלים בדרום, בהן שלוש מערות בנחל חבר: מערת האימה (Aharoni 1955), מערת האיגרות (Aharoni 1961:156, Fig 7:1, 5) ומערה א' שחפר אהרוני, כ-30 מ' ממזרח למערה ב' (Aharoni 1954:126; Davidovich 2012:11; ר' איור 2). הגישה למרבית המערות קשה מאוד, ועל כן הונח כי בשלב הקדום של תקופת הב"ק 1ב', בשלב 'תל ערני C', שימשו המערות למפלט (Davidovich 2012). עד כה, המערה שנחפרה היא היחידה במצוקי מדבר יהודה שבה נחשפו שרידים מתקופת הב"ק 1ב' שאינם מעורבים בממצאים מתקופות פרוטו-היסטוריות, ולכן הממצאים בה עשויים ללמד על התרבות החומרית (אריגים, חבלים, שרידי מזון) בתקופה זו.
בתקופה הרומית התיכונה, כנראה במהלך מרד בר כוכבא, שימשה המערה למפלט בשנית. בכך היא מצטרפת למערות בקניון התחתון של נחל חבר, ממזרח למפל הגדול (מערת האימה ומערת האיגרות), ולמערות נוספות במצוקי הנחל שהתגלו בהן שרידים חומריים וכתבים של קבוצות נמלטים ששכנו בהן בתקופה זו (אהרוני ורותנברג 1960; ידין תשכ"ב). ניתן לשער כי הפליטים שהגיעו אל הנחל לקראת שלהי המרד התמקמו תחילה במערות הנוחות לגישה שבקרבת גבי המים, ורק לאחר מכן, עם התקרבות הכוחות הרומיים, נטשו מערות אלו לטובת המערות הקשות לגישה ממזרח. אפשר שעד להקמת המחנות הרומיים מעל מערת האימה (כ-300 מ' מדרום לגבי חבר) ומעל מערת האיגרות (כ-1.3 ק"מ ממזרח לגבים) המשיכו הנמלטים להשתמש בגבי המים היציבים שבראש המפל, ואולי גם במערות הסמוכות להם. נראה שהייתה זיקה בין השוהים במערות שלצד הגבים ובין אלה שבמערות הקשות לגישה, שכן משן סלע בקצה המזרחי של שביל הגבים, כ-30 מ' ממזרח למערה א', אפשר לראות את מערת האימה, שפתחה בגובה המערות הסמוכות לגבים. בסדק בשן סלע זו אף נבנה גרם מדרגות (איור 15), ששימש אולי בתקופה זו.