Vườn quốc gia Phong Nha-Kẻ Bàng cũng chứa đựng nhiều di vật khảo cổ. Các bằng chứng về sự sinh sống của con người ở khu vực này là các đầu rìu thuộc Thời kỳ Đồ đá mới và các hiện vật tương tự đã được các nhà khảo cổ Pháp và Việt Nam tìm thấy trong các hang động. Năm 1899, một giáo sĩ truyền đạo người Pháp tên là Léopold Cadière đã khảo sát và nghiên cứu về văn hoá và phong tục, tập quán của người dân vùng thung lũng sông Son. Trong thư viết cho Trường Viễn Đông bác cổ, ông khẳng định: "Những gì còn lại của nó đều rất quý giá đối với sử học. Giữ nó là giúp ích cho khoa học".