Els primers en habitar la Cova Gran de Santa Linya van ser grups de neandertals, els quals s’instal·laven intermitentment en els seus desplaçaments estacionals, que defineixen la forma de vida caçadora-recol·lectora.
D’ells trobem les roques de sílex i quarsita que portaven per elaborar aquelles eines que necessitaven per aconseguir o transformar recursos essencials com eren els aliments. Aquests estris, amples, curts i amb les vores tallants, resultaven adequats per tallar, raure, o d’altres activitats bàsiques per les seves tasques de supervivència.
La caça de mamífers com cérvols, cabres, cavalls i braus, així com la recol·lecció de plantes i fruits, conformava la seva dieta quotidiana. El foc és una constant en els llocs que habitaven. La presència de fogueres planes, sovint molt pròximes a les parets de la cavitat, ens informen dels seus diferents usos, com cuinar, escalfar o donar llum.
Fa 35.000 anys va tenir lloc un canvi transcendental: Cova Gran va passar a ser habitada pels humans anatòmicament moderns. S’han registrat diverses fases d’aquestes ocupacions que es caracteritzen per canvis en els estris lítics i, possiblement, en la seva forma de vida. Fins al moment s’han detectat els períodes Chatelperronià, Gravetià, Magdalenià i Mesolític.
Segueixen utilitzant el sílex per elaborar eines, si bé detectem nous instruments fets amb materials orgànics com l’os i la banya. Les eines de pedra canvien: ara són més allargades per facilitar el seu emmanegament, possibilitant l’aparició de nou instrumental que permet abatre els animals amb fletxes i javelines.
Malgrat que la caça de cérvols i cabres era important, cada vegada resulta més freqüent la d’animals petits com el conill o les aus, així com la recol·lecció de fruits i plantes.
El foc segueix sent clau, però canvia la forma de les fogueres, que passen a ser cubetes excavades al terra per a un millor control de la cocció d’aliments i obtenir una temperatura més elevada.
També s’ha detectat l’ús d’elements d’ornament que, probablement, es farien servir de forma habitual. Entre ells, destaquen les petxines marines que provenen de la costa a més de 150 km de la cova. Igualment, aquest món simbòlic s’aprecia en els ossos gravats amb figures d’animals, i l’ocre (pigment vermell) que segurament fou un element quotidià per a la protecció de la pell així com per a la decoració del cos com a tret d’identitat.
Aquests grups de caçadors-recol·lectors són substituïts per les primeres societats agrícoles i ramaderes fa 7000 anys. Nous objectes com els contenidors ceràmics, i la presència d’ossos d’animals domesticats, com les cabres i les ovelles, indiquen l’aparició d’una nova forma de vida: l’agricultura i la ramaderia. Al llarg d’aquest període, la Cova Gran va formar part d’una xarxa d’assentaments relacionats amb la transhumància d’ovelles i de cabres, un desplaçament de caràcter estacional que connecta les planes de Lleida amb els prats d’altitud al Pirineu.
La recerca arqueològica dels darrers anys ha identificat en cinc punts de la paret de la cova gravats no figuratius: signes, feixos de línies convergents, una agrupació d’usos, dos petits reticulats i la possible representació esquemàtica d’una figura humana en forma d’”I”.
Aquests gravats es van realitzar sobre la roca calcària de la paret, en formacions diferents com colades. S’aprecia una major concentració en el sector est de la cova, potser per senyalitzar aquest espai concret.
Es tracta de signes que apareixen al llarg d’un ampli ventall cronològic durant la prehistòria, especialment al Neolític, però no es pot descartar que algunes d’elles siguin més antigues i es puguin situar al Paleolític superior. La posició dels gravats en relació a les ocupacions arqueològiques podrien correlacionar-se amb els moments finals de grups caçadors-recol·lectors que freqüentaren la cova fa uns 10.000 anys. D’altre banda, els feixos de línies i els reticulats mostren una àmplia cronologia, entre l’Epipaleolític i el Neolític, mentre el motiu en “I” és característic del Neolític.
No és fàcil interpretar el significat d’aquests gravats, però testimonien el pas dels grups prehistòrics per la cavitat. La preservació d’aquest llegat enigmàtic és un objectiu prioritari en la conservació global del patrimoni que conté la Cova Gran de Santa Linya.
L’any 2021, es van documentar un conjunt de restes òssies humanes que es corresponen a una dona, que ha estat anomenada “Linya, la dona de La Noguera”. El conjunt recuperat el formen dos fèmurs, un d’ells connectat a la pelvis, així com ossos llargs de les extremitats superiors (húmer, radio/cúbit) i inferiors (tíbia i peroné), metapodis i falanges disperses. El crani i l’esqueletaxial (vèrtebres i costelles), tot i que presents, estan poc representats.
La datació de l’estrat on es van trobar les restes i una datació directa sobre un dels ossos acoten de forma precisa que la dona va morir fa entre 14.350-14.100 anys, corresponent al Paleolític Superior Final, a finals del Pleistocè.
Les restes es van trobar dins d’un espai considerat un receptacle natural, delimitat per varis blocs de grans dimensions caiguts de la visera de l’abric. Actualment s’està investigant si els ossos de les extremitats van ser desplaçats cap al cubicle, mentre l’esquelet axial i el crani romandrien protegits sota un d’aquests grans blocs. El que sí han constatat els investigadors és que en aquest espai es va dipositar el cos complet d’una persona que, a partir de la disposició dels fèmurs, va reposar directament sobre el terra en posició decúbit supí. La primera caracterització paleoantropològica realitzada indica que la cintura pelviana correspon a una dona adulta, possiblement de mida petita.