Первым исследователем, упомянувшим Каменную могилу, был Н.И. Веселовский. Раскапывая неподалеку от Каменной могилы в 1889 году курган, археолог выехал к селу Терпенье «для проверки слухов». Веселовский обнаружил «каменный курган», предположил, что это искусственное сооружение, в 1890 году раскопал несколько пещер, но, не обнаружив ни кладов, ни погребения, разочаровался и прекратил работу, оставив лишь короткую незначительную запись о Каменной могиле.
С 1932 года памятником заинтересовались сотрудники Мелитопольского историко-краеведческого музея. Они обратили должное внимание на множество наскальных изображений внутри гротов и пещер Каменной могилы. В 1934 году В.Н. Даниленко, в то время молодой сотрудник музея, руководивший раскопками на Каменной могиле, написал несколько писем в Институт археологии АН УССР, добиваясь проведения более масштабных археологических работ. Фактически, В.Н. Даниленко открыл Каменную могилу для современников. В 1936 году Каменная могила была наконец-то включена в зону исследований Азово-Чёрноморской экспедиции Института археологии АН УССР, а в 1938 году уже стала основным объектом этой экспедиции. Возглавил экспедицию известный археолог О.Н. Бадер. Исследователи, главным образом, благодаря усилиям Даниленко, открыла более 30 новых пунктов с изображениями.
