La Grotta del Caviglione, è nota anche con altre denominazioni: Barma del Cavillone, grotta del Caviglio, grotta del Cavicchio, Grotte du Cavillon, Grotte de la Cheville, Barma du Cavillou. E' la "4° grotta" della classificazione di Émile Rivière. E' situata a circa 18 m slm, nei pressi dell'ingresso occidentale del tunnel ferroviario, aperto nel 1870. Si tratta di una grotta poco profonda, posta sull'asse di una diaclasi della calcare giurassico; misura 19 m di lunghezza per circa 8 m di larghezza all'imboccatura. All'origine, prima degli scavi, la superficie del riempimento quaternario doveva essere situata all'incirca a 32,40 m slm, e i depositi quaternari dovevano presentare una potenza di circa 16,50 m. Nell'aprile 1869 Émile Rivière visitò la grotta, accompagnato da S.Bonfils. I primi scavi vennero realizzati, nel febbraio del 1858, da François Forel, presidente della "Société d’Histoire de la Suisse romande". Forel scavò 1,50 m di deposito, contenente uno strato "ossifero", sovrapposto a un livello sterile. Successivamente il dottor Pérès, tra il 1856-1857 da solo, e dalla fine del 1858 all'inizio del 1859 coadiuvato da Philippe Gény, condusse scavi nel sito. Dal 1862 all'inverno del 1870-71, il sito venne indagato dal naturalista inglese John Traherne Moggridge. Nel frattempo, tuttavia, il sito fu oggetto di ricerche da parte di altre personalità: S. Bonfils intraprese scavi nel 1864 e 1865, Ernest Chantre nel 1865, Paul Broca visitò il sito nel 1865; nel 1868 il conte Olivier Costa de Beauregard e il dottor Niepce di Nizza eseguirono altri scavi. Nel 1870-1871, i lavori di costruzione della linea ferrata Nizza-Genova, comportano lo scavo di una trincea di oltre 10 m di profondità nei pressi delle grotte dei Balzi Rossi. Il 18 aprile 1870, prima della realizzazione di questa trincea, Rivière realizzò un disegno della falesia e del talus ai piedi delle grotte, dal Riparo Lorenzi fino alla Grotta del Caviglione. Nel dicembre dello stesso anno, in concomitanza con i lavori per la linea ferroviaria, egli iniziò lo scavo nel sito, condotto per tagli successivi di 25 cm di spessore, dall'ingresso fino al fondo della grotta. Il 26 marzo 1872 venne scoperta la sepoltura dell"Uomo di Mentone" (si tratta in realtà della sepoltura di una donna riferibile al Gravettiano, oggi denominata "Dame du Cavillon"). La notizia suscitò subito grande scalpore, tanto da divenire un evento di dimensione europea nella primavera-estate 1872: si trattava del fossile umano più completo attribuito al Paleolitico. Subito però si scatenarono le polemiche e le contestazioni sull'età della sepoltura: studiosi di grande autorità misero in dubbio la sua pertinenza al Paleolitico. Rivière continuò i suoi lavori nel sito fino al febbraio 1874, scavando il deposito per uno spessore di circa 7 m. Vent'anni più tardi la Grotta divenne oggetto delle ricerche del Principe Alberto I di Monaco che, eseguite dal canonico Léonce de Villeneuve nel 1902, comportarono l'esaurimento del deposito. Su iniziativa del Barone Alberto Carlo Blanc, la grotta fu poi scavata da L. Cardini nel 1858 dell’Istituto Italiano di Paleontologia Umana. Nessun deposito archeologico in posto venne rilevato durante questa campagna. Alla Grotta del Caviglione, nel 1971 G. Vicino ha identificato inoltre la presenza di incisioni, tra cui quella che raffigura un cavallo selvatico visto di profilo, databile al Gravettiano. Nei pressi dell'ingresso della caverna, era presente, alla fine del XIX secolo, un forno per la calce, risalente al I secolo a.C