En 1956 los vecinos del barrio Ubegun de Aia trabajaban en la construcción del camino a Orio, obtenían la piedra caliza necesaria para ello de una cantera situada en el monte Beobatagaña, muy cerca del caserío Altxerri. Una voladura con dinamita dejó a la vista un boquete y la entrada a una larga y amplia galería. La cantera se abandonó al finalizarse la carretera y gente de la zona exploró la cueva durante ese tiempo.
Los miembros de la Sección de Espeleología de la Sociedad de Ciencias Aranzadi tuvieron noticias de ese hallazgo y el 28 de octubre de 1962 Felipe Aranzadi, Javier Migliaccio y Juan Cruz Vicuña se acercaron hasta allí con material espeleológico. A unos 115 metros de la entrada vieron unas marcas negras, era una figura de unos 50 centímetros, un bisonte con la cabeza orientada hacia abajo.
Enseguida dieron parte del hallazgo a José Miguel Barandiaran, director del Departamento de Prehistoria de la Sociedad de Ciencias Aranzadi. Después de certificar que las figuras son del Paleolítico, el 24 de noviembre Altxerri se cerró con una puerta y publicaron el descubrimiento.
El agujero abierto por los trabajos de la cantera no es la boca original de la cueva, aunque se encuentra cerca de ella. La entrada original está prácticamente cerrada por una columna estalagmítica y encima tiene un deposito de sedimento deslizado ladera abajo, por ese motivo, ha sido imposible excavar el yacimiento arqueológico de Altxerri y no hay referencias estratigráficas para datar sus figuras, por lo que resulta muy complicado establecer su época.
La mayoría de las representaciones de Altxerri son figuras grabadas, al contrario de lo que ocurre en la mayoría de las cuevas de nuestro territorio, se han encontrado muy pocas pinturas. Su fecha se ha situado entre hace 13.000 y hace 11.000 años, aunque ha habido muchas discusiones para establecer el período concreto. Se ha dicho frecuentemente que se trata del último santuario rupestre del País Vasco.
Altxerri es una cueva bastante larga y complicada a nivel espeleológico, con galerías situadas a diferentes niveles y simas. Se han encontrado cerca de un centenar de figuras repartidas en ocho diferentes zonas, la mayoría dedicadas al bisonte, pero en sus paredes también se han representado algunas especies animales muy raras y especiales, tales como cinco peces, una serpiente, un zorro, una liebre, un ave, antílopes saiga o un glotón, también hay dos antropomorfos.
También existen algunos caballos en Altxerri, pero en una cantidad bastante reducida en comparación con otros santuarios del País Vasco. Las representaciones del reno en cambio son bastante abundantes en esta cueva, no es un tema habitual en nuestro territorio, pero tiene peso en Altxerri. En cuanto a la presencia de la cabra y el ciervo, su número es bastante similar al de otras cuevas.
Los signos de origen humano de diferentes características son abundantes en Altxerri, muchos de ellos han sido calificados como “rayado de pelaje”, parecen realizados para marcar el detalle del pelaje de la anatomía del bisonte, también se han realizado rayas para preparar la superficie antes de plasmar las figuras.
El no tener un yacimiento arqueológico excavado dificulta mucho establecer el contexto y la interpretación de las figuras, pero parece ser que el conjunto de imágenes de Altxerri es el resultado del trabajo realizado por una serie de maestros en un período cronológico bastante continuo y esas figuras pueden ser del final del Magdaleniense.
Comparada con otras cuevas del País Vasco, en Altxerri predomina la técnica del grabado sobre la técnica de la pintura. También es llamativo el predominio del bisonte sobre el resto de especies, habitualmente se observa un mayor equilibrio en la proporción entre las especies. Además, la cantidad de especies representadas hace que Altxerri destaque a nivel europeo, puesto que en una sola cavidad se han representado especies absolutamente raras en las expresiones de arte rupestre durante el Magdaleniense.
Por lo tanto, Altxerri es un santuario especial y difícil de clasificar, atendiendo al predominio de bisontes, algunos autores lo relacionan con las figuras de Santimamiñe, aunque su cronología parece ser un poco más antigua. Se ha acostumbrado a decir que tiene más relación con los conjuntos artísticos de los Pirineos que con los de la región astur-cantábrica, que sería su territorio geográfico natural.
En julio del 2008, la UNESCO (Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura) nombró Altxerri como Patrimonio de la Humanidad junto con Ekain, Santimamiñe y otras cuevas de Asturias y Cantabria, gracias a ese nombramiento, su arte rupestre obtiene el máximo grado de protección.