Este descubrimiento y la valoración de sus pinturas suceden en una época que iniciaba en Europa el interés por el conocimiento del hombre de la Prehistoria. En 1876 Marcelino s. Sautuola visita por primera vez la cueva y la recorre en su totalidad, pero parece que no da ninguna importancia a las interpretaciones abstractas que cubren las paredes, probablemente ni siquiera las supone obra del hombre prehistórico.

Poco tiempo después, las numerosas colecciones de objetos prehistóricos que pudo observar en la Exposición Universal de París de 1878 le llevan a desear visitar de nuevo Altamira. No se sabe el momento exacto de esta segunda visita, pero sí que le acompañaba su hija María, quien descubrió las rojizas manchas que, en forma de extraños animales - bueyes -, cubrían la bóveda de la caverna.

El descubrimiento de Sautuola fue excepcional, pero no sólo por las pinturas, sino también por la novedad de sus planteamientos. Su teoría se basaba en establecer una conexión de las imágenes pictóricas con los restos paleolíticos que aparecían junto a ellas. Para él, los autores eran sin duda los mismos hombres que habían desarrollado el arte mueble, los hombres de la Edad de Piedra. Sautuola proponía así, en un ambiente profundamente marcado por las teorías de Darwin, la presencia antehistórica de un ser dotado de posibilidades artísticas infinitas. Altamira demostró que los grupos humanos habían evolucionado espiritualmente y con independencia, hasta desarrollar creatividad y genio en culturas materialmente iniciales. El artista era, física e intelectualmente, un hombre moderno. Como se verá más adelante, muchas son las razones que llevan a considerar Altamira el conjunto pictórico más excepcional del Paleolítico Superior.
La cronología, aún en discusión, habla de unos veinte mil años para los testimonios más antiguos, del auriñaciense, y unos ocho mil para los más modernos, del magdalaniense final.

La cueva la forman unos 270 metros de galerías más o menos anchas en las que se distribuyen desde las pinturas más primitivas de formas primarias - con afán realista en la representación de animales, pero sólo con ciertas alusiones a la figura humana, resumida en una silueta antropomórfica - a otras formas llenas de fuerza plástica, de enorme realismo y determinantes efectos de claroscuro obtenidos a través de los distintos colores del posterior periodo magdaleniense. 

La densa concentración de figuras y la dificultad que tenía el hombre para acceder a ellas indican que se pudo tratar de un posible santuario.  

El dibujo y la policromía - amarillos, rojos, negros…- descubren a un artista o artistas con enormes recursos técnicos y grandes capacidades creativas.

La cueva de Altamira, estrictamente, se divide en tres partes: I, próxima a la entrada, a la izquierda, el "Gran Salón de Pinturas" o "Sala de los polícromos"; II, la parte intermedia, que determina un recorrido zigzagueante; y III, el corredor final, con más de 50 metros de longitud. En conjunto, se pueden distinguir fundamentalmente dos series pictóricas: las pinturas polícromas y la Serie Negra. No obstante, siguiendo el recorrido de las salas y pasillos, a uno y otro lado, en los muros y en el techo, se encuentran numerosas muestras de grabado y pintura. 

La entrada actual, que permaneció cegada hasta el primer encuentro con la cueva, en 1868, del cazador Modesto Cubillas Pérez, da acceso a un amplio vestíbulo donde debió guarecerse durante muchos siglos el hombre prehistórico. De este vestíbulo se pasa a la gran sala de pinturas; luego, continúa por otras salas y corredores hasta el extremo final, un pasillo de escasos dos metros  de anchura. En todos los tramos se encuentran manifestaciones artísticas.

Es gracias a las pinturas que representan grandes bisontes, caballo, jabalíes y una cierva polícromos del "Gran Salón de Pinturas" que ha ido engrosándose la popularidad de Altamira. Casi todas estas pinturas se encuentran en un espacio reducido: un techo de 18 metros de largo por 9 de ancho que desciende hacia el fondo desde una altura de 2 metros a poco más de uno (en la actualidad el piso antiguo está rebajado con objeto de dar paso a la circulación de los visitantes). Es un recinto muy angosto en el que varias generaciones de artistas, aprovechado las irregularidades de la roca, representaron desordenadamente animales, superponiéndolos o dejándolos inconclusos. A pesar de ello, es admirable el sentido instintivo de las proporciones que debió tener el artista o grupo de artistas de Altamira.

 En esta magnífica bóveda del "Gran Salón de Pinturas", aprovechando las protuberancias abombadas de las paredes para dar sensación de relieve, el artista grabó con firmeza la silueta de los animales y por último les aplicó la espléndida policromía, predominantemente en amarillo, anaranjado, rojo - gracias a las hematites sacadas del manganeso - y negro - obtenido con carbón y minerales manganésicos -. Como se puede apreciar, el proceso fue enormemente cuidadoso: elegidas las irregularidades de la roca más efectivas, se trazaron los contornos de la figura en rojo o se delinearon con un buril; luego se aplicó el color destacando los detalles más importantes, tales como la cabeza, el hocico, los ojos y las patas; para dar mayor suavidad y relieve, el último paso fue lavar o raspar la roca.

El conjunto lo forma el remolino de una manada de bisontes, jabalíes, caballos y ciervos entre los que es difícil destacar uno sobre los demás.

No obstante, el animal más reproducido es el bisonte: diecinueve grandes ejemplares, en actitudes y formas variadas - reposo, movimiento, perfil, volviendo la cabeza hacia un lado, mostrando las cuatro patas o con cinco, aludiendo al movimiento en potencia (bisonte encogido con la cabeza vuelta pero con la energía contenida del animal que va a embestir)-. Un corpulento bisonte en rojo y negro aparece con grandes bigotes que sombrean el hocico. Es también extraordinaria la pareja, macho y hembra, que dormitan con las cabezas entre las patas delanteras y destacan, rojizos, sobre el fondo mate de la roca.  De fuerte realismo es la hembra con el cuello estirado que arquea el espinazo y levanta el rabo en una expresiva llamada al macho. Una cabeza de caballo, pintada sobre una anterior silueta de bisonte, permite apreciar un cuidado estudio anatómico. A su lado, aparece la representación de un bisonte tras la muda, cuando ya ha perdido el abundante pelaje. Otro bisonte aparece sin cabeza, no porque se haya perdido, sino porque nunca se representó, dejando un misterio más sobre su sentido mágico - religioso.

Pero son muchos otros los animales recreados. Al fondo, una cierva polícroma, la mayor figura de la cueva (2,25 metros), prodigio de movimiento contenido y elegancia expresiva, parece enfrentarse a la manada, mugiendo. Con impresionante naturalismo, un enorme ciervo, trazado con firmeza en sus patas y cornamenta, llama a la hembra con mugidos.

Son auténticas "instantáneas" de jabalíes, ciervos, caballos, bisontes.

En la parte intermedia de la cueva está la denominada Serie Negra que formaría, según Leroi - Goruham, un santuario incompleto. En este contexto están los cuatro signos cuadrangulares - parecidos a los de La Pasiega y El Castillo (Asturias) -, las máscaras humanas o el hermoso jabalí, que aparece corriendo tan ágilmente como lo pudiera hacer el original y mostrando sus naturalistas hocico, rabo, pezuñas o pelos de la barba. 

A continuación, a lo largo del corredor se descubren varias superficies llenas de "macarrones", cuyo aspecto primitivo está determinado por el tipo de soporte. Estas decoraciones digitales, realizadas por el hombre haciendo correr sus dedos por el barro húmedo adherido a la roca, se han datado - como ya se ha visto - en los primeros momentos de la creación del arte paleolítico, el periodo auriñaciense.

En una zona algo más profunda, los grabados se combinan con las pinturas y es donde se encuentra el ejemplo más moderno de Altamira, el mamut, que parece seguir la fórmula de bisonte + caballo + mamut que se diera en cuevas como la de Rouffignac.

Es evidente que Altamira no es sólo la conocida sala de pinturas, sino un extraordinario conjunto de grabados y pinturas menores repartidos por la mayoría de las salas de la cueva. Miles de años de evolución artística han quedado encerrados y eternizados en la famosa cueva santanderina.

Las múltiples representaciones de animales realizadas por el hombre prehistórico son de una impresionante seriedad, no hay en ellas concesión alguna a lo vulgar y, pese a los ocasionales intentos de captar la movilidad, son imágenes hieráticas, llenas de sentimiento religioso, plenamente clasificables dentro de un arte sacro, el primero, en la historia de la humanidad. Sin embargo, no hay duda de que la finalidad de estas pinturas sigue siendo aún hoy un misterio. Nada, a pesar de las muchas teorías que se han barajado, puede asegurarse en cuanto a las razones que provocaron la pintura rupestre. 

La gran calidad del dibujo, el color, el grabado, los volúmenes independientes que raras veces se superponen y aprovechan las deformidades de la roca, la expresividad y capacidad de síntesis inspiraron a Salomon Reinach para calificar la cueva como la "Capilla Sixtina del arte cuaternario".
Con acierto Teillard de Chardin afirmó: "lo que descubrimos verdaderamente (en las cuevas de Altamira) es nuestra propia infancia, nos descubrimos a nosotros mismos, las mismas aspiraciones esenciales en el fondo de las almas".

Las pinturas de la Cueva de Altamira representan el cenit de la cultura paleolítica, que desaparecerá dejando en el aire algunas de las cuestiones más intrigantes de la Historia del Arte. 

6- Algunas conclusiones

En los primeros momentos de su estudio, el arte rupestre paleolítico de la zona franco - cantábrica se consideró una expresión puramente ornamental, carente de significados más complejos. Esta simplificada conclusión se obtenía a partir del arte mueble conocido hasta entonces. Poco a poco, el desarrollo del conocimiento de esa época y los descubrimientos que se iban realizando, hacían intuir que detrás de estos inmensos conjuntos existía un enmarañado hilo conductor que relacionaba los objetos representados y su localización.

Era evidente que el hecho de que se pintara un limitado número de especies tenía un significado preciso. Es habitual que las pinturas, dibujos y grabados se encuentren en los lugares más inaccesibles de las cuevas; se multipliquen las asociaciones y los signos enigmáticos; sean frecuentes las figuras intencionadamente incompletas o ambiguas… Todo este complejo sistema en cuevas decoradas que aparentemente no fueron habitadas.  

A principios del siglo XX se aplicó al arte paleolítico la teoría funcional de la magia simpática. Ésta se basaba en conceptos que relacionaban la representación de figuras con su influencia mágica sobre los modelos reales. Siguiendo esta pista, se intentaron descubrir ritos y magias en cada aspecto del arte paleolítico, en los fragmentos de objetos decorados y en la representación de animales con flechas clavadas para propiciar su captura. Sin embargo, son muy pocas las figuras de animales paleolíticos que tienen flechas clavadas y muchas las cavernas que no tienen ninguna imagen de este tipo. Además, en muchos casos no hay escenas evidentes de caza y los huesos de animales encontrados en muchas cuevas no guardan relación con las especies pintadas.  
Pronto se desarrolló otra teoría, la de la denominada magia de la fertilidad, según la cual la representación de animales garantizaría su reproducción y la consiguiente provisión de alimentos para el futuro. De nuevo, la duda saltaba al ver que en muy pocas representaciones se podía distinguir el género de los animales y que los genitales se mostraban casi siempre de manera discreta.  

Parece deducirse que la mayor parte del arte paleolítico y, por tanto también el del territorio franco - cantábrico, no tiene una relación clara con la caza o la reproducción. En la década de 1950  los investigadores franceses Annette Laming - Emperaire y André Leroi - Gourhan coincidieron en considerar que las cuevas no habían sido decoradas al azar, sino de forma sistemática. Se dieron cuenta de que en los diferentes ejemplos de arte rupestre, de composiciones cuidadosamente planificadas dentro de cada cueva, se valoraba a los animales no como retratos sino como símbolos.  

Hay ciertas tendencias en la investigación prehistórica que  buscan establecer criterios para identificar la obra de artistas individuales. También hay quien ha creído descubrir relaciones entre las paredes más decoradas y la acústica de la cueva, dando a entender que el sonido desempeñó un importante papel en las ceremonias vinculadas al arte rupestre. Otros muchos siguen la línea de la clasificación cronológica para establecer un cuerpo coherente de estudio.
En conclusión, hasta la fecha ninguna interpretación ha podido dar explicación al conjunto del arte paleolítico, un periodo que abarca las dos terceras partes de la Historia del Arte, veinticinco mil años de Historia a lo largo y ancho de la mayor parte de la superficie terrestre.