Die Bilsteinhöhle wurde im September 1887 bei Wegebauarbeiten entdeckt. Schon kurz danach fanden erste Führungen in der Höhle statt. Die Höhle wurde erforscht und ist seit 1888 als eine der großen Sauerlandhöhlen für Besucherinnen und Besucher geöffnet.
Die Bilsteinhöhle ist nur ein Teil des größeren Bilstein-Höhlensystems. Von den 1.850 Metern des ganzen Höhlensystems können ca. 400 Meter bequem begangen werden. Die restlichen Meter bleiben gut ausgerüsteten Höhlenforschern vorbehalten. Die tiefer liegenden Höhlenbereiche stehen monatelang unter Wasser, nur in trockenen Sommern liegen diese Höhlengänge oberhalb des Grundwasserspiegels.
Das ist eine der Besonderheiten der Höhle: Ein aktiver Höhlenbach durchfließt die untere Etage des Höhlensystems. Unter unseren Füßen entsteht eine neue Höhle, denn das Wasser wäscht dort täglich die Höhle weiter und tiefer aus.