Di dasar sungai kecil ini, ditemukan berbagai artefak batu dari periode prasejarah yang lebih sederhana.
Keunikan Goa Harimau terlihat dari banyaknya kerangka manusia yang ditemukan dalam posisi dan perlakuan yang berbeda.
Hal ini menunjukkan adanya perbedaan periode hunian di situs ini.
Ada dua populasi berbeda yang dikuburkan di sini, yaitu populasi Australomelanesid dan Mongoloid, yang merupakan leluhur mayoritas penduduk Indonesia saat ini.
Salah satu temuan menarik lainnya di Goa Harimau adalah seni cadas (rock art) prasejarah, berupa gambar berwarna merah pada dinding gua.
Temuan ini sangat mengejutkan karena sebelumnya seni cadas seperti ini belum pernah ditemukan di Sumatera.
Gambar-gambar ini berbentuk geometris, terdiri dari barisan garis berliku dan persegi yang dibuat menggunakan pewarna alami dari mineral oksida besi atau oker.
Selain itu, ditemukan juga berbagai perkakas yang terbuat dari batu, seperti alat serpih, batu-batu sungai yang digunakan sebagai penumbuk dan penggerus.
Di lapisan atasnya, ditemukan kubur manusia dari periode Neolitik dan Paleometalik, dengan posisi tubuh telentang serta variasi posisi rangka.
Lapisan ini juga mengungkap adanya wadah-wadah tembikar yang menjadi penanda kedatangan populasi Mongoloid yang menggantikan populasi sebelumnya sekitar 3.000 hingga 2.000 tahun yang lalu.
Bukti tambahan lain berupa berbagai alat seperti kapak dan gelang perunggu serta wadah-wadah tembikar ditemukan di lokasi ini, memperkaya informasi mengenai kehidupan manusia prasejarah di Goa Harimau.