До сих пор неизвестно, кто открыл Ледяную пещеру, если не принимать за научный факт легенду о Ермаке, согласно которой он со своей дружиной в ней перезимовал.
Науке она известна со времен Семена Ульяновича Ремезова, который был в Кунгуре в 1703 году и составил подробный план пещеры. Страленберг, пленный швед, бывший в составе Сибирской экспедиции Мессершидта, находясь в Тобольске, заходил к Ремезову и там снял копию плана. На нем у Ремезова отмечены "...большая площадь с травой и цветами, низвергающийся со скал поток. " Тот, кто побывал в пещере, знает, что ничего подобного там нет. Эти неточности и ошибки в плане заметил историк и горный инженер Василий Никитич Татищев. Получив книгу Страленберга, с которым Татищеву приходилось встречаться, он нашел в ней описание Кунгурской пещеры.
Книга вызвала у него много критических замечаний и поправок, которые он отправил в Академию наук. По поводу пещеры Татищев писал: "Описует пещеру весьма неправильно, ибо, видимо, сам в ней не был, но слыша написал. Я же сам в ней был и ныне нарочно посылал чертеж уточнить. После того оное описание и чертеж особо сообщу.
Дав впервые научное объяснение карстового процесса и происхождения пещеры, Татищев, видимо под впечатлением от легенды, назвал свой труд "Сказание о звере-мамонте". В августе 1770 года пещеру посетил академик И. Лепехин, который также осмотрел воронки на Ледяной горе. Он дошел в пещере до Большого озера, указал на наличие осыпей, труб, ледяных образований, озер. Судя по его данным, оледенение пещеры было значительнее современного: "Отверстие в оную весьма малое, заплыло толстым льдом и совсем пещеру сделало невозможным". Лед в пещере тогда был значительно дальше современной границы оледенения. В первой половине XIX века пещеру обследовал профессор Казанского университета М.Я. Киттара. При этом он выполнил съемку подземных ходов и дал яркую характеристику каждого грота. В 1879 году в Кунгурской пещере работал известный археолог И.С. Поляков, который пришел к выводу, что пещера не служила убежищем древнего человека. В советское время пещере очень много уделял внимания профессор Пермского университета Г.А. Максимович (1904-1979), который в 1947 году опубликовал работу "Пещерные льды", где рассматривались различные виды льдов Кунгурской и других пещер.