In de Romeinse tijd werd de grot gebruikt als het persoonlijke zwemgat van keizer Tiberius en als zeetempel. Tiberius verhuisde in 27 na Christus van de Romeinse hoofdstad naar het eiland Capri. Tijdens het bewind van Tiberius werd de grot versierd met verschillende standbeelden en rustplaatsen rond de rand van de grot. Drie beelden van de Romeinse zeegoden Neptunus en Triton werden in 1964 uit de bodem van de grot gehaald en zijn nu te zien in een museum in Anacapri. Zeven bases met beelden werden ook teruggevonden op de grotvloer in 2009. Dit suggereert dat er nog minstens vier standbeelden op de bodem van de grot liggen. De Romeinse historicus Plinius de Oudere beschreef de grot als bevolkt met Triton die “op een schelp speelde”. De nu ontbrekende armen op het herstelde Triton-beeld – meestal afgebeeld met een schelp, suggereren dat de beelden die in 1964 werden teruggevonden dezelfde beelden zijn die Plinius de Oudere in de 1e eeuw na Christus zag. Volgens reconstructies van de originele Blauwe Grot kan er een zwerm Triton-beelden hebben gestaan onder leiding van een Neptunus-beeld in de muren van de grot. De milieuactivistenvereniging Marevivo wil de Blauwe Grot in zijn oude glorie herstellen door identieke kopieën van de beelden te plaatsen waar ze oorspronkelijk in de grot stonden. Dit project wordt uitgevoerd in samenwerking met de archeologische supervisie van Pompeii.
Aan de achterkant van de hoofdgrot van de Blauwe Grot leiden drie verbindingsgangen naar de Sala dei Nomi, of “Kamer van Namen” , genoemd naar de graffiti-handtekeningen die bezoekers door de eeuwen heen hebben achtergelaten. Nog twee passages leiden dieper de kliffen aan de zijkant van het eiland in. Men dacht dat deze doorgangen oude trappen waren die naar het paleis van keizer Tiberius leidden. De doorgangen zijn echter natuurlijk, smal en eindigen verder.
In de 18e eeuw was de grot bekend bij de lokale bevolking als Gradola, na de nabijgelegen landingsplaats van Gradola. Het werd vermeden door zeelieden en eilandbewoners omdat er naar verluidt werd bewoond door heksen en monsters. De grot werd vervolgens herontdekt door het publiek in 1826, met het bezoek van de Duitse schrijver August Kopisch en zijn vriend Ernst Fries, die door de plaatselijke visser Angelo Ferraro naar de grot werden gebracht.