החפירה התנהלה בתוך מערה גדולה ומאורכת (5×16 מ'; איור 2) שזוהתה בעת הפיקוח על עבודות הבנייה. הכניסה למערה (2 מ' רוחב, 1 מ' גובה) חבויה בתוך מצוק סלע טבעי ואין בה סימנים של חציבה מכוונת (איור 3). החפירה במערה הוגבלה לשני ריבועים שנפתחו במרכזה סמוך לכניסה.

נחשפו פריטים אדריכליים אחדים. ממזרח וממערב לכניסה נמצא קיר (W1; אורך 6.5 מ') בנוי לאורך הפן הצפוני של חדר המערה מאבני גוויל במגוון גדלים; נראה שהקיר הוקם כדי למלא ולסתום סדק טבעי גדול בסלע. בקצהו המערבי של הקיר נמצא קיר נוסף (W2), בנוי משורה אחת של אבני גוויל גדולות וכיוונו צפון–דרום. בפינת קירות 1 ו-2 נחשף מתקן מרובע (0.5×0.7 מ') שאולי שימש מוקד (איור 4). קיר אחר (W3) מקביל לקיר 2 נחשף מדרום-מזרח לכניסה למערה ושרדו ממנו שתי אבני גוויל גדולות (איור 5). מעל פני השטח בפינה הדרומית-מערבית של המערה  נמצאה חצי חבית ממתכת. בחפירה מתחת למפלס הקירות נמצאו חרסים אחדים מהתקופה הממלוכית שלרובם עיטור גיאומטרי.
בתום החפירה הוסר גג המערה על ידי טרקטור ונחשפה תעלה קטנה בקצה המזרחי של המערה. התברר שהתעלה היא סדק טבעי בסלע. בחפירת המילוי בקצה המערבי של המערה נמצאה כמות גדולה של חרסים מתקופת הברונזה הקדומה 3, בהם שברים גדולים של קערות, טסים וקנקנים. להבנת השרידים יש צורך בחפירה נוספת.
 
דומה שהשרידים האדריכליים שנמצאו בחפירה מודרניים, רובם נראה על פני השטח קודם לחפירה. בסיסי הקירות נחשפו הישר לאחר הסרת שכבת הקרקע העליונה. ייתכן שהמערה שימשה מכלאה לצאן של בדואים מקומיים. חצי החבית שאולי שימשה שוקת מחזקת השערה זו. עם זאת, על פי החרסים מתקופת הברונזה הקדומה אפשר אולי לייחס את ההתיישבות הקדומה במערה לתקופה זו. המערה סמוכה מאוד לתל ירמות שבו נחפרה עיר מבוצרת ובה ארמון מתקופת הברונזה הקדומה. מקור הממצא הקדום מהמערה ואופיו נותרים עלומים אף שהם עשויים להצביע על שימוש במערה כאתר קבורה לתושבי תל ירמות. המערה חזרה לשמש, אולי אף למגורים, בתקופה הממלוכית. אף שלא נמצאו מפלסי חיים ברורים מן התקופה, ממצא החרסים מהמילויים מעיד שהמערה אכן הייתה בשימוש בתקופה זו.