千人洞洞口高13米，宽20米，洞厅呈s形长105米，宽26米，高15米，因洞厅宽阔高大可容千余人而得名。1965年6月，中科院古人类与古脊椎动物研究所戴尔俭和山东省博物馆白云哲在此洞发现了大面积10多米厚、多层次的文化堆积，采集到打制石器38件和大量的野生动物骨骼化石，系1、2万年前旧石器晚期的文化遗物。在当时是山东乃至整个华东地区首次发现的旧石器文化遗存，因此，千人洞被称为“山东1号洞”。这一文化遗址的发现，对揭示黄河下游的区远古人类的活动历史有着重要的意义。

1938年9月～1939年3月，八路军山东纵队兵工厂曾在此，造枪修械，因此千人洞还具有光荣的革命历史。

千人洞于1986年建设开放。洞内高大的洞壁之上雕有佛像23尊，身高10米以上的5尊，其中最大的释迦牟尼像身高15米。雕有浅浮雕壁画三组120多平方米，幽邃深奥，洋洋大观，使千人洞成为“洞穴雕刻艺术集锦”。