C'est par cet aven que les premiers explorateurs, sous la conduite de Robert de Joly, sont descendus le 19 août 1935. Ils avaient été guidés jusqu'à l'entrée par les villageois qui connaissaient l'aven depuis toujours mais n'avaient jamais osé y descendre.

La première salle possède des dimensions exceptionnelles : elle mesure 125 mètres de long et 90 mètres de large, soit un peu plus d'un hectare de superficie. Les plafonds atteignent 30 mètres de hauteur. Les cristallisations sont ici d'une profusion et diversité remarquable où des stalagmites gigantesques côtoient des formations d'une extrême finesse.
Il y a environ 6 millions d'années, la partie profonde de la grotte était occupée par une rivière souterraine qui a creusé une galerie dans la roche calcaire. Le dernier arrêt de la visite permettra d'admirer cette galerie originelle. Si l'eau peut creuser de tels volumes souterrains c'est parce que le calcaire est légèrement soluble dans l'eau. Les eaux de pluie, enrichies en gaz carbonique par leur passage dans les sols, deviennent corrosives et élargissent les nombreuses fissures, pour la plupart invisibles, qui affectent la roche.
La forme des stalagmites est parfois a l'origine de leur nom : les " piles d'assiettes ". On ne les trouve que sous les plafonds les plus hauts car leur forme est liée à l'écrasement des gouttes sur le sommet de la stalagmite. Si les gouttes tombent de moins haut, leur vitesse est moindre et les stalagmites ont des formes différentes : ce sont les " cierges " d'une grande finesse.

Dans cette partie de la grotte, à côté des " piles d'assiettes ", se sont formées des stalagmites d'un type différent : les " palmiers " dont la hauteur peut atteindre 15 mètres. Parmi ceux-ci, la " pomme de pin " (11 mètres) est devenue le symbole d'Orgnac. Comme les " piles d'assiettes ", les " palmiers " se sont formés sous de hauts plafonds mais avec un débit d'eau plus important. Les nombreuses éclaboussures produites par l'éclatement d'un filet d'eau au sommet de la stalagmite ont déposé du calcaire sur ses flancs provoquant la croissance des " pétales ".

A gauche, à quelques mètres en avant de la paroi, un rideau de stalactites a rejoint les stalagmites situées dessous pour former le " buffet d'orgues ". Au centre on aperçoit l'urne funéraire de Robert de Joly, l'inventeur de la grotte. C'est lui qui, peu avant sa mort en 1968, avait demandé à reposer dans l'aven d'Orgnac.

Malgré cette histoire tourmentée la grotte est aujourd'hui un exemple de stabilité puisque les stalagmites qui se sont formées sur les derniers blocs sont vieilles d'environ 15.000 ans. Aucune construction humaine ne peut revendiquer une telle longévité.

Si les gouttes d'eau restent suffisamment longtemps au plafond avant de tomber, elles y déposent du calcaire et forment des stalactites. Si elles ruissellent sur une paroi inclinée, elles déposent des filets de calcaires qui s'empilent pour former des draperies. Certaines sont translucides car elles sont très fines. La calcite qui forme les draperies est naturellement blanche et transparente. Les teintes, de l'ocre au brun, sont dues à des argiles, des oxydes de fer et de la matière organique que l'eau a rencontré et déplacé lors de son infiltration à travers la masse calcaire.

Un spectacle son et lumière valorise cette salle, la visite s'achève ainsi sur des notes souterraines et le retour à la surface s'effectue par ascenseurs.