1719 wurde zum ersten Mal die Vermutung, das Quellwasser stamme aus der Donauversinkung, in einer Veröffentlichung von F. W. Breuninger geäußert. Ein Nachweis gelang jedoch erst am 9. Oktober 1877, als der Geologe Adolf Knop von der Technischen Hochschule Karlsruhe das Wasser in der Donauversinkung mit 10 kg Natriumfluorescein, 20 t Salz und 1200 kg Schieferöl versetzte. Nach 60 Stunden konnten alle drei Substanzen im Quelltopf nachgewiesen werden, was sich durch prachtvoll grünleuchtendes Salzwasser mit deutlich kreosotartigem Geschmack äußerte.
1886 gab es den ersten Tauchversuch bis 12 m Tiefe (einer der weltweit ersten Höhlentauchversuche), wo sich die schwer überwindbare Düse befindet, eine Engstelle, in der das Wasser eine starke Strömung hat.
Die Quellhöhle wurde ab den 1960er Jahren von Jochen Hasenmayer erforscht. Dabei entdeckte man eine Halle mit Sinterbecken und Tropfsteinresten, woraus hervorgeht, dass diese Halle einst eine lufterfüllte Bachhöhle war. In den Jahren ab 1980 wurde die Aachhöhle intensiv von Harald Schetter erforscht. Seit 2001 wird die Aachhöhle von Jürgen Bohnert, Frank Liedtke, Stephan Liedtke und Tobias Schmidt neu vermessen. Nach 500 m nordwärts endet die Höhle in einem massiven Versturz, der auch an der Oberfläche als große Doline im Wald zu sehen ist. Am Nordrand der Doline wurde nach 14-jähriger Grabung die Fortsetzung der Aachhöhle entdeckt. Da die chemische Zusammensetzung des Wassers hier nicht mit dem der Aachhöhle übereinstimmt, wird angenommen, dass es sich um einen von mehreren Zubringern handeln muss. Daher heißt die Höhle ab hier Donauhöhle.
Im April 2017 wurde die erstmalige Entdeckung eines Höhlenfisches in Europa bekannt gegeben. Es handelt sich um eine weitgehend pigmentlose und wahrscheinlich blinde Population der Bachschmerle (Barbatula barbatula). Sie wurde im verzweigten Höhlensystem des Aachtopfs entdeckt, kommt aber wahrscheinlich im gesamten 250 Quadratkilometer großen Höhlensystem bis zur Donauversinkung vor