Isturitz est l’un des gisements préhistoriques les plus riches des Pyrénées. Les fouilles ont mis au jour, sur près de 70 000 ans, des milliers d’outils en silex et en os, des parures, des sagaies, des harpons, des figurines de bison sur plaquette de grès et des têtes de propulseurs sculptées dans le bois de renne. Les couches se succèdent du Moustérien à la fin du Magdalénien, presque sans interruption.
La grotte est surtout connue pour ses flûtes préhistoriques, taillées dans des os et datées du Paléolithique supérieur. Elles comptent parmi les plus anciens instruments de musique d’Europe, après ceux de Hohle Fels en Allemagne. Elles rappellent que les peuples de la Préhistoire ne faisaient pas que chasser et fabriquer des outils : ils jouaient aussi de la musique, il y a plus de 30 000 ans.
La génétique ajoute une page à cette histoire. L’ADN d’une femme ayant vécu à Isturitz il y a environ 30 000 ans fait apparaître des origines proches de celles du site de Sungir, en Russie, jamais observées auparavant dans la région. Isturitz, au pied de la barrière pyrénéenne, aurait ainsi été un point de rencontre où circulaient objets, idées et populations, à mi-chemin du continent européen et de l’Ibérie.