Aunque presenta más de 3 kilómetros de galerías, la zona con relleno fosilífero se limita a localizados puntos cerca de las entradas actuales.
El yacimiento forma parte del patrimonio paleontológico de la Región de Murcia y está reconocido como Geosite, lugar de interés geológico internacional.
Su registro fósil es excepcional por la gran diversidad de especies encontradas. Hasta el momento se han identificado más de 90 especies de vertebrados, siendo un lugar clave en el continente europeo para la reconstrucción de las faunas del Pleistoceno inferior.
Algunos fósiles corresponden a animales de pequeño tamaño que entraron en la cueva o habitaban en ella, como sapos, murciélagos, conejos o pájaros. Otros restos corresponden a animales que cayeron por algún agujero o cadáveres que fueron arrastrados al interior por las aguas. No obstante, la mayoría de animales grandes que aparecen son restos óseos de cadáveres que fueron llevados al interior de la cavidad por las hienas pan alimentar a sus crías, en ocasiones transportados desde varios kilómetros de distancia.
La cueva tiene un registro muy completo de la fauna que vivía en los distintos ambientes de la región hace aproximadamente 900.000 años. Ha proporcionado fósiles de grandes herbívoros como caballos, ciervos, gamos, bóvidos, rinocerontes, o elefantes, que convivían con carnívoros como tigres, dientes de sable, panteras, linces, hienas, osos o perros salvajes. Otros componentes eran sapos, tortugas, serpientes, puercoespines, conejos, erizos, murciélagos y una gran diversidad de aves. En la lista encontramos también homínidos y es el único yacimiento en Europa con representación del babuino africano Theropithecus oswaldi, lo que es relevante para entender la dispersión de nuestros ancestros desde África a Europa.
Cueva Victoria es además una antigua mina de hierro y manganesoexplotada entre los años 1878 y 1952, lo que cubre un periodo significativo dentro de la larga historia de la minería en la sierra de Cartagena y La Unión.
Presenta también un gran valor desde el punto de vista geológico y espeleológico.A la belleza y grandes dimensiones de algunas galerías y salas hay que añadir formaciones minerales de interés (baritina, pirolusita, goethita) y depósitos de calcita (espeleotemas) que conservan un completo registro del clima del pasado.
Los mineros fueron los primeros que accedieron a la brecha con fósiles a finales del siglo XIX, sin embargo la historia de las excavaciones paleontológicas en Cueva Victoria no comienza hasta la década de 1970.
Desde entonces, la investigación, prácticamente ininterrumpida durante más de 30 años gracias a la labor del profesor José Gibert y su equipo, ha proporcionado una rica colección de vertebrados y una importantísima información científica que ha sido revisada y actualizada en una monografía recientemente publicada.