Hang được phát hiện tháng 11 năm 1974 và khai quật lần đầu tiên năm 1976.[1] Đây là một hang thông hai đầu, dài khoảng 30–40 m, trần hang cao 8,41 m.[1] Bằng phương pháp Cácbon 14 (C14), các nhà khoa học đã chứng minh niên đại của các lớp đất đá trong hang là 15 ngàn năm (lớp cuối), 12-10 ngàn năm (lớp giữa) và 7-10 ngàn năm (lớp trên). Các lớp đất đá này cho thấy quá trình phát triển liên tục của con người tiền sử.

Tiến sĩ khảo cổ học Nguyễn Khắc Sử (Viện Khảo cổ học Việt Nam) cho rằng hang Con Moong cùng với động Người Xưa, hang Đắng, mái đá Mộc Long và hang Lai tạo thành một quần thể di tích cho thấy một cộng đồng dân cư cư trú trong một thung lũng rộng lớn, có sự thay đổi về dân số, vị trí cư trú và phương thức sản xuất và cộng đồng này góp phần tạo nên văn hóa Đa Bút.[2]

Qua các lần khai quật đã phát hiện một số ngôi mộ có di cốt người.[1]

Di tích Hang Con Moong gắn với một số di tích hang động ở vườn quốc gia Cúc Phương cho thấy khoảng sau 7000 năm TCN, cư dân nơi đây đã làm một cuộc di cư vĩ đại, vươn ra chiếm lĩnh đồng bằng châu thổ huyện Vĩnh Lộc (Thanh Hóa) và Nho Quan - Tam Điệp (Ninh Bình) tạo dựng nên bộ mặt văn hóa mới - văn hóa Đa Bút - văn hóa Trung kỳ Đá mới Việt Nam. Có thể coi đây là công cuộc di cư khai phá châu thổ sông Hồng và sông Mã đầu tiên trong lịch sử.[3]