Under romartiden användes grottan som det personliga badhålet för kejsaren Tiberius liksom ett marint tempel. Tiberius flyttade från den romerska huvudstaden till ön Capri år 27 e.Kr. Under Tiberius regeringstid dekorerades grottan med flera statyer och viloplatser runt grottans kant. Tre statyer av de romerska havsgudarna Neptunus och Triton återhämtades från grottans golv 1964 och visas nu kl. ett museum i Anacapri. Sju baser av statyer återfanns också från grottgolvet 2009. Detta tyder på att det finns minst fyra statyer till på grottans botten. Grottan beskrevs av den romerska historikern Plinius den äldre som befolkad med Triton som ”spelar på ett skal”. De nu saknade armarna på den återvunna Triton-statyn – vanligtvis avbildad med ett konkylis skal, antyder att statyerna som återhämtades 1964 är samma statyer som Plinius den äldre såg under 1-talet e.Kr. Enligt rekonstruktioner av den ursprungliga blå grottan kan en svärm av Triton-statyer som leds av en Neptunus-staty ha stått i grottans väggar. Miljöföreningen Marevivo syftar till att återställa den blå grottan till sin antika ära genom att placera identiska kopior av statyerna där de ursprungligen stod i grottan. Detta projekt genomförs i samarbete med den arkeologiska övervakningen av Pompeji.
På baksidan av den blå grottans huvudgrotta leder tre anslutande gångar till Sala dei Nomi, eller ”Namnrummet” , uppkallad efter graffitisignaturerna som besökarna lämnat under århundradena. Ytterligare två passager leder djupare in i klipporna på sidan av ön. Man trodde att dessa passager var forntida trappor som ledde till kejsar Tiberius palats. Passagerna är dock naturliga så smala och slutar sedan längre.
Under 1700-talet var grottan känd för lokalbefolkningen. som Gradola, efter den närliggande landningsplatsen för Gradola. Den undvektes av sjömän och öbor eftersom den sägs vara bebodd av häxor och monster. Grottan ”återupptäcktes” därefter av allmänheten 1826 med besök av den tyska författaren August Kopisch och hans vän Ernst Fries, som fördes till grottan av den lokala fiskaren Angelo Ferraro.