Sono davvero molti i secoli di storia del Pozzo della Cava, che ha subito nel tempo continue modifiche.

Il pozzetto laterale a sezione rettangolare è etrusco e costituisce un saggio del suolo eseguito per accertarsi della presenza della falda acquifera prima di eseguire lo scavo; fu poi inglobato nel pozzo vero e proprio.

Quando nel 1527 Papa Clemente VII ordinò di scavare il Pozzo di San Patrizio, fece riadattare anche questa struttura per poter attingere l'acqua della sorgente dalla via; i lavori furono eseguiti a spese del comune e si conclusero nel 1530.

È solo del 1999 la scoperta (effettuata da parte del ricercatore orvietano Lucio Riccetti a seguito del rinvenimento di una lettera autografa di Antonio da Sangallo il Giovane) che il primo pozzo realizzato ad Orvieto su commissione di Papa Clemente VII fu quello della Cava e non quello di San Patrizio, come si era sempre creduto fino ad allora.

Il pozzo restò aperto fino al 1646, anno in cui le autorità comunali ordinarono la sua chiusura, come testimonia una lapide che fu collocata sulla via. Quanto ai motivi di questa decisione una credenza popolare vuole che vi siano stati gettati alcuni ufficiali francesi.

Con ogni probabilità, però, questa ipotesi deve subire un certo riadattamento, collocando l'episodio dei soldati francesi all'inizio del XIX secolo, nel periodo della presenza ad Orvieto delle truppe napoleoniche.
Ad avvalorare questa seconda versione è anche una lettera dell'aprile 1820 (riprodotta a lato) in cui il Delegato apostolico di Viterbo mette in guardia le autorità comunali di Orvieto sull'occultamento di cadaveri proprio all'interno del Pozzo della Cava.

Quando, dopo più di un secolo di silenzio, nel dicembre del 1984 Tersilio Sciarra ha riscoperto il pozzo durante dei lavori di ristrutturazione, la sua profondità era soltanto di venticinque metri, il fondo era infatti ostruito da terra e rottami accumulatisi nei secoli.

Soltanto i lavori della primavera del 1996 hanno restituito alla struttura la sua completezza originaria, e solo nel 2004 ha potuto rivedere la luce l'antico accesso al pozzo da Via della Cava.