Une des particularités archéologiques des sanctuaires paléolithiques réside dans le peu de matériel retrouvé, aussi bien lithique qu'osseux. Lascaux se singularise par la quantité relativement importante du matériel retrouvé.

Le site fut fréquenté à trois reprises du Paléolithique supérieur au début de l’Holocène. Les indices archéologiques les plus anciens se trouvent dans le Passage, la Nef et le Puits. Seuls, quelques rares fragments de charbon de bois furent récoltés, témoignant d'un séjour très bref.

La deuxième occupation du site est contemporaine des œuvres pariétales. L’ensemble du mobilier lithique et osseux retrouvé lui est attribué. La fonction d'une partie seulement d'entre eux est connue : éclairage, gravure ou peinture, éléments de parure, outils variés et restes osseux de renne ou de cerf. Les derniers témoignages d’une fréquentation ancienne apparaissent seulement à l’entrée de la grotte (sur le cône d’éboulis, dans les gours du Passage, ainsi qu’à l’aplomb du Cheval renversé). 

Le matériel lié au dessin et à la peinture

Cinq broyons, trois godets et un nombre plus élevé de plaquettes de calcaire et de schiste, vingt-trois au total, dont les surfaces maculées par les pigments permettent de préciser leur fonction ont été découverts.

Les éléments de parure

Les 16 coquillages collectés sont pour la plupart fossiles. Trois possèdent des perforations destinées à une utilisation comme éléments de parure. Ils sont identifiés comme venant de l’Ouest de la France, et attestent ainsi l’existence d’échanges ou de déplacements des groupes humains sur plusieurs centaines de kilomètres.

Le mobilier lithique

Si les traces relevées sur plusieurs outils en silex témoignent de leur utilisation dans des activités liées à la gravure, d’autres, peuvent se rapporter au travail du bois. Les lamelles à dos dominent, soixante-dix au total sur les cent douze outils identifiés. Elles sont étroitement associées à des sagaies, surtout dans le Puits. Leur analyse morphologique montre qu’un des deux bords seulement était tranchant. Sur certaines, la partie opposée, ainsi que la face ventrale, étaient enduites d’un matériau organique de couleur rosâtre, un mastic exceptionnellement conservé.

Le mobilier osseux

Le mobilier osseux regroupe des sagaies, trois épingles, une aiguille à chas, une alêne, une baguette de débitage et une perche de bois de renne façonnée. Les signes qui ornent certains confirment leur contemporanéité avec l’iconographie pariétale. On retrouve sur l’un des fragments une succession de motifs angulaires emboîtés, à l’image de ceux gravés sur les flancs du cerf et du cheval de l’Abside, au carrefour avec le Passage. Ce même motif est incisé sur le manche du brûloir en grès rouge découvert dans le Puits. Observations identiques pour une autre sagaie, entière, et deux autres fragments, dont les signes cruciformes qui les caractérisent se répètent sur les parois, en particulier du Diverticule axial, à l’arrière du Grand Taureau noir, du Passage, sur la croupe du cheval de la paroi droite, proche de l’Abside. Sur ce même cheval, est gravée une chaîne de traits en forme de parenthèses, motifs qui rappellent ceux appartenant à la perche en bois de renne.

Ces analogies graphiques attestent la très grande homogénéité de l'ensemble. Ces observations laissent entrevoir l’unicité de ce sanctuaire.