Période historique.
Plus de 300 tessons de l'époque médiévale ont été récoltés essentiellement dans le Locus 1. Il s'agit d'une céramique fort commune ; le seul matériel métallique intéressant à signaler étant un denier tournoi de la Principauté d'Orange (1652-1657). Ces vestiges sont sans doute à mettre en rapport avec le monastère des Fieux (XIIIème siècle) situé à quelques centaines de mètres du site.
Le Néolithique.
Il n'y a pas eu aux Fieux d'occupation néolithique permanente, mais plus sûrement de courtes haltes en plein air. La fréquentation du site est sans doute liée à la fabrication de la céramique comme en atteste la présence de nombreuses petites soles de cuisson. Le matériel récolté est constitué de grattoirs, de pointes de flèches tranchantes et de fragments de haches polies.
Le Mésolithique (-9 500 à -9 000).
C'est sur cette période que se sont penchés les fouilleurs dans un premier temps, mais les recherches furent rapidement étendues au secteur central du Locus 1. Les vestiges rencontrés consistent en de petits foyers (cendre et débris d'os calcinés). Selon les couches explorées apparaît ou non du matériel lithique, notamment des microlithes géométriques (triangles) caractéristiques de la phase ancienne du Sauveterrien. Un élément remarquable concernant les parures est à signaler: une canine humaine à racine perforée.
Cependant la grotte des Fieux représente un repère important pour la connaissance du Mésolithique. En effet sa localisation, loin de tout point d'eau, et la particularité de son industrie lithique ouvrent de nouveaux horizons sur les problèmes du début de cette période de transition.

Le Paléolithique.
Le Paléolithique supérieur (-35 000 à -10 000).
L'ensemble lithique recueilli dans la couche E est de tradition périgordienne, mais s'écarte des faciès classiques de cette culture (absence de pointes de La Gravette... )

Le Paléolithique moyen (-110 000 à -35 000).
Les documents relatifs au Paléolithique moyen sont issus des fouilles effectuées dans le porche ouest (travaux arrêtés à la cote -9 mètres) et dans une partie seulement du secteur central. La matière première utilisée par les Moustériens semble composée de silex et quartz. L'ensemble moustérien des Fieux se caractérise par la faible présence d'outils comparativement à la quantité de débitage.
A remarquer d'une part, couche J, plusieurs centaines de vertèbres de poissons qui nous rappellent que la Dordogne est située à 5 km des Fieux et que nos hommes du Paléolithique n'étaient pas seulement des chasseurs mais aussi des pêcheurs (saumon, truite).
D'autre part, sur une couche (M1), de nombreux restes de mammouths mis au jour : une défense entière, un crâne, une mandibule ; le mammouth est accompagné d'une faune froide : cheval, renne, grands bovidés.
D'aucuns feront remarquer que les mammouths sont également présents au fond de gouffres (par exemple à Padirac), d'igues , mais aux Fieux, le problème se pose différemment puisque les vestiges découverts sont associés à une petite série lithique comprenant quelques outils de silex et de quartz, ainsi que quelques galets importés.