Ekain a été découverte par deux membres du groupe Antxieta taldea, Andoni Albizuri et Rafael Rezábal dans le cadre de travaux d’exploration spéléologique et archéologique.

Le 1er juin 1969, ils se sont approchés du vestibule de la grotte qui pris à partir de ce jour le nom de la colline sur laquelle elle se trouvait. Mais ce n’est que le dimanche, quand Rezábal s’est rendu compte qu’au-delà de la zone vestibulaire, il y avait un trou partiellement obstrué par des pierres qui conduisait à l’intérieur en rampant sur quelques mètres. Ils y pénétrèrent très difficilement. Après avoir parcouru une vingtaine de mètres, ils purent enfin se redresser.

Ils explorèrent la première partie de la grotte et y aperçurent des traces de colorants sur les murs. Rezábal découvrit le panneau des chevaux (Zaldei). Après en avoir discuté avec le reste des membres de l’équipe, ils firent part, l’après-midi même, de leur découverte à José Miguel de Barandiarán. Quelques jours plus tard José Miguel de Barandiarán et Jesús Altuna entamèrent l’étude archéologique du site. Ils ouvrirent une fouille archéologique. La même année, ils publièrent un premier travail centré sur l’art rupestre.

L’histoire de la recherche archéologique d’Ekain s’est poursuivie jusqu’à nos jours. Le vestibule de la grotte, qui est aussi le site archéologique principal, a été fouillé entre 1969 et 1975 au cours de six campagnes de fouilles. Les résultats préliminaires ont été publiés dans une monographie par Jesús Altuna et José María Merino. En 1974, Ignacio Barandiarán a publié une étude sur les spécificités artistiques des chevaux de la grotte. En 1978, Jesús Altuna et Juan María Apellániz ont publié une vaste monographie sur l’art rupestre paléolithique étoffant le nombre de figures avec les récentes découvertes. Ce travail a été complété par Jesús Altuna en 1997. En 1999 une nouvelle figure de bison découverte sur le panneau des chevaux est publiée. Entre 2008 et 2011, Jesús Altuna a repris la fouille du vestibule. En 2008, de nouvelles représentations en rouge ont été publiées. Ekainberri une réplique de la grotte a été inaugurée en 2008, près d’Ekain, afin de pouvoir faire profiter au public de la grotte.

Associée à une exposition permanente, elle permet de mieux comprendre l’archéologie de la grotte ainsi que l’art paléolithique du Pays Basque. Cette même année, Ekain a été inscrite sur la liste du Patrimoine Mondial de l’UNESCO. C’est un tournant significatif pour la préservation du patrimoine et la diffusion sociale des connaissances sur le Paléolithique.