สาเหตุที่พบเนื่องจากไปล่าสัตว์บนเขาภูปลาร้า เผอิญฝนตกจึงหนีเข้าไปหลบฝนในเพิงผา เมื่อแหงนหน้าขึ้นไปก็พบกับภาพเขียนสีบนผนังเพิงหินของถ้ำประทุน บนเขาปลาร้า แล้วแพร่กระจายข่าวกันออกไป จนกระทั่งคุณพลาดิสัย สิทธิธัญกิจ ผู้ศึกษาประวัติศาสตร์วัฒนธรรมของจังหวัดอุทัยธานี และคุณวิทยา อินทโกศัย นักโบราณคดีจากกรมศิลปากร ได้ขึ้นไปสำรวจและนำมาพิมพ์เผยแพร่

หลักฐานทางโบราณคดีภายในถ้ำ พบขวานหินขัด ๒ ชิ้น และเศษภาชนะดินเผาจำนวนหนึ่ง ภาพเขียนสีที่ปรากฏมีประมาณ ๔๐ ภาพ เป็นภาพคนและภาพสัตว์ วางภาพตามแนวเฉียงจากซ้ายไล่สูงเรื่อยขึ้นไป ภาพทั้งหมดเขียนด้วยสีแดง และสีแดงเข้ม มีการเขียนภาพซ้อนทับกันบางตำแหน่ง และยังเห็นลายเส้นที่ร่างภาพขึ้นก่อนด้วยสีดำ 
 

ภาพเขียนสีแดง และยังเห็นลายเส้นที่ร่างภาพขึ้นก่อนด้วยสีดำ 
ที่มา: กรมศิลปากร-ระบบภูมิสารสนเทศ แหล่งมรดกทางศิลปวัฒนธรรม

ลักษณะของภาพ เขียนลงสีในแบบต่างๆ หลายแบบ ส่วนมากเขียนแบบเงาทึบ (silhouette) แบบเงาทึบบางส่วน (partial silhouette) แบบโครงร่างภายนอก (outline) และแบบกิ่งไม้ (stick man) 

ภาพคนและสัตว์ที่เขาปลาร้านี้เขียนได้เหมือนจริง และใกล้เคียงกับธรรมชาติมาก เขียนง่ายๆ แต่ได้สัดส่วน แสดงถึงความเข้าใจในรูปร่างสรีระ ดังภาพคนที่เขียนให้เห็นกล้ามเนื้อน่องที่โป่งพอง หรือแสดงเพศผู้หญิงด้วยหน้าอก เมื่อหันด้านข้าง แสดงนิ้วมือนิ้วเท้าด้วย และมีการเสนอมิติของภาพด้วยขนาดเล็กใหญ่ แสดงความใกล้ไกลและการจัดระดับของภาพ รวมทั้งแสดงการเคลื่อนไหวของคน ด้วยการเขียนภาพด้านข้าง (profile) และภาพบิดมุมมอง (twisted perspective) ด้วยการเขียนภาพส่วนบนของลำตัวด้านตรง แต่ส่วนล่างหันด้านข้าง ซึ่งใบหน้าอาจหันด้านข้างด้วย (Cestosomatic)

แหล่งภาพเขียนสีที่เขาปลาร้านี้ นับเป็นแหล่งที่มีภาพเขียนสีปรากฏชัดเจน มองเห็นได้ชัดและสวยงามมากแหล่งหนึ่ง ภาพทั้งหมดที่เขียนไว้น่าจะเป็นการวาดขึ้นเนื่องในพิธีกรรม ความเชื่ออันมีมาอย่างต่อเนื่องของกลุ่มคนที่มีความเชื่อร่วมกันมาใช้สถานที่นั้น ภาพที่ปรากฏจึงน่าเป็นเรื่องราวของขบวนแห่ในพิธีกรรมเกี่ยวกับความอุดมสมบูรณ์ของชุมชนที่ทำการเกษตรกรรม โดยใช้การสื่อความหมายด้วยภาพคนและสัตว์ ที่ประดับตกแต่งร่างกายและศีรษะ แสดงอาการเคลื่อนไหวคล้ายเต้นรำ 

ภาพสัตว์ต่างชนิดกันที่น่าจะมีความหมายเป็นตัวแทนของสิ่งที่พวกตนนับถือ หรือภาพคนคล้ายลิงหรือมีท่าทางเลียนแบบสัตว์ หรือแต่งกายคล้ายสัตว์ ซึ่งล้วนแต่มีความหมายถึงการเป็นตัวแทนหรือสัญลักษณ์ของความเชื่อในสิ่งที่มีอยู่ในธรรมชาติแห่งความอุดมสมบูรณ์ ภาพต่างๆ เหล่านั้นมีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกันเป็นเรื่องราวบอกเล่าเรื่องเดียวกัน แต่อาจจะไม่ได้เขียนขึ้นคราวเดียวกัน เพราะมีการเขียนซ้อนทับกัน และลักษณะของภาพก็แตกต่างกันด้วย อย่างไรก็ตามภาพเหล่านั้นก็คงจะถูกเขียนขึ้นตามความเชื่อและยังคงมีพิธีกรรมสืบต่อเนื่องกันมาระยะเวลาหนึ่ง ประกอบกับหลักฐานทางโบราณคดีอื่นๆ ที่พบในบริเวณใกล้เคียงในเขตจังหวัดอุทัยธานี เขาปลาร้านี้มีชุมชนที่ทำการกสิกรรม แล้วมาใช้ประโยชน์ถ้ำนี้เพื่อจุดมุ่งหมายเดียวกัน

นักโบราณคดีได้แบ่งกลุ่มภาพเขียนบนเขาปลาร้าไว้ ๔ กลุ่ม คือ กลุ่มที่ ๑ กลุ่มภาพที่มีคนท่ามกลางสัตว์เลี้ยง (คาดว่าเป็นสุนัข) กลุ่มที่ ๒ กลุ่มภาพที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างคนกับวัว มีการเล่าถึงการไปจับวัวป่าแล้วนำกลับมาเลี้ยง กลุ่มที่ ๓ กลุ่มภาพที่แสดงถึงการประกอบพิธีกรรม ซึ่งคนที่อยู่ในภาพมีเครื่องประดับแตกต่างจากคนทั่วไป และสัตว์ที่อยู่ในภาพมีลักษณะคล้ายลิงอยู่ด้วย และสุดท้ายกลุ่มที่ ๔ เป็นกลุ่มภาพเบ็ดเตล็ดซึ่งส่วนใหญ่เป็นภาพสัตว์