Tapolca és a tavasbarlang ma már elválaszthatatlanok egymástól. Pedig a barlang története nem tekint vissza hosszú múltra. Valószínűleg 1902. januárjában kezdett kutat ásni Németh Ferenc a Kisfaludy utca 6. sz. alatt, Tóth Pál pékmester telkén. Ami ezután következett, vagyis a barlang felfedezését, érdemes az egykori tudósításból, a Tapolcai Lapok első évfolyamának 7. számából idézni: "Már 14 m mélyre lementek, midőn robbantás után észrevették a munkások, hogy a kút gödrének délnyugati oldalán egy nyílás támadt, melyen keresztül egy ember összekuporodva átbújhat. A kíváncsiság csakhamar rábírt néhány vállalkozó szellemű embert, hogy betekintsenek a nyílásba. Nagy meglepetéssel tapasztalták az első kutatók, hogy a szűk nyílás csakhamar egy szélesebb folyosóvá lesz, mely másfél métertől négy-öt méter magasságúvá is válik. Ma már úri emberek is voltak lenn tudományos eszközökkel, és elbeszéléseik után közöljük a következőket: A nyíláson keresztülbújva, a folyosó északkeleti irányúvá lesz és a kúttól nyolc méter távolságra már barlanggá szélesedik, melynek hossza mintegy 50 m. A barlang végén van egy tó, melynek vize 19°C. A levegő hőmérséklete 19,5°C. A tavon túl a szikla falában több nyílás van, melyen keresztülbújva ismét egy barlangba jut az ember, melyben roppant mély víz van. Tovább kutatva még több ilyen barlangra akadtak ... A felfedezésről Redl Gusztáv polgári iskolai igazgató távirati értesítést küldött a Földtani Intézethez." A távirat valóban megérkezett, s Lóczy Lajos Jordán Károlyt és testvérét, Jordán Viktort küldte ki e hír ellenőrzésére. A Balatonfelvidék című lap tudósítója szerint a Pestről feljött urak megvizsgálták a barlangot, valamint megállapították, hogy a tapolcai tó vizének lecsapolása a barlangi vízszintet csak 10 cm-rel szállította lejjebb.

A tapolcai barlangok helyszínrajza (Plózer I. 1975)

A felfedezés zaja hamarosan lecsendesült, s Tapolca lakói természeti kincsüket hasznosítani kívánták. A barlang megnyitásának gondolatát Vastagh János 1910-ben vetette fel, majd még az évben a képviselőtestületi gyűlés elhatározta az üregrendszer felmérését és megnyitását. Létrehozták a Barlangtársulatot, s megbízták Keszler Aladár építőmestert a kivitelezéssel. Keszler elkészítette a barlang térképét, 1911-ben elkezdte a lejárat ásását, s alig egy hónap alatt elérték a föld alatti eredeti üreget. A Tapolcai Barlangfeltáró Társaság 1912-ben a barlangot három évre bérbeadta Gróf Gyula tapolcai lakosnak, majd megtörtént a kiépített barlang műszaki hatósági átvétele. Ezen Lóczy Lajos is részt vett, s a társaság a barlang legnagyobb termét Lóczy-teremnek nevezte el. Az új barlanglejárat hossza vízszintes vetületben 26 m, amelyen 75 lépcső vezet le. A barlang legnagyobb hosszúsága 85 m, legnagyobb szélessége 15 m, s legnagyobb magassága 6,5 m volt. Az 1912. május 5-i ünnepélyes megnyitó idején a barlangban nyolc kisebb-nagyobb tavat találtak, amelyeket különböző színű villamos lámpákkal világítottak meg. Az új látványosságot már 1913-ban 19 iskola diákjai keresték fel, s megindult a balatoni fürdővendégek zarándokútja is. Az első világháború alatt a barlangot elhanyagolták, a villanyvilágítás elromlott. A helyreállított barlangban 1923-ban indult meg újra a rendszeres idegenforgalom, s Keszler Aladár, új részeket kutatva, egy régi kút beomlott nyomaira bukkant. Közben 1925-ben újra olyan hírek röppentek fel, hogy a barlangokra épült Tapolca elsüllyed. Ezt az akkori nagykanizsai földrengés híre váltotta ki. Az újságok követelték hivatalos szakértő meghívását és az igazság kiderítését. Berger Károly, a Barlang Társulat igazgatója felkérte Kadic Ottokárt a szakértői vizsgálatra, aki a sziklamászókkal együtt megkezdte a tavasbarlang felmérését, s átkutatták a tüdőgyógyászati pavilon építésekor megnyílt újabb barlangot, a mai Kórház-barlangot. 1937-ben Kessler Hubert is bekapcsolódott a kutatásba, s a vízszint mesterséges süllyesztésével újabb 145 m-t tárt fel, ezzel a barlang teljes hosszúságát 352 m-re növelte. 1938-1939-ben eltávolították az egyes tavakat elválasztó törmelékeket, így kialakult a ma is használatos csónakázó-körfolyosó. 1940 őszén az elhagyott vásártéri kút bontásával a barlangnak új bejáratát nyitották meg, de a valódi célt nem érték el, nem sikerült összekapcsolni a tavas- és a kórház alatti barlangot. A második világháború alatt egyre többször felvetették óvóhellyé alakításának tervét, ami nem valósult meg, viszont a berendezések tönkrementek. A barlang fejlesztése 1952-ben vett új lendületet, amikor az Idegenforgalmi Hivatal kapta kezelésbe. 1953-ban kimélyítették a csónakázó-útvonalat, s a második legnagyobb teremben Batsányi-emléktáblát helyeztek el. Rendbehozták a világítást, és új bejárati épületet készítettek. Megindult az egyre jelentősebb idegenforgalom. 1957-ben új fejezet kezdődött a barlang történetében: megjelent az első békaember, Ráday Ödön, akinek sikerült beúsznia a vízalatti járatok kezdeti szakaszait. Az MHS Budapesti Elnökségének könnyűbúvárai Hortolányi Gyula vezetésével 1960 novemberében kezdték el sikeres kutatómunkájukat. Az év végét tíznapos táborral a barlangban töltötték, s a csónakázó-körjáratból nyíló három szifonba beúszva, összesen kb. 300 m új járatot fedeztek fel, amelyből 214 m-t fel is térképeztek. Munkájukról - amelyet a sajtó élénk érdeklődése kísért - fekete-fehér vízalatti filmet készítettek, ezt 1961-ben a bécsi III. Szpeleológiai Kongresszuson, Kessler Hubert előadásával együtt be is mutatták. Később egy színes filmet is forgatni kezdtek, de azt nem sikerült befejezniük. A további búvárakciók és felfedezések várattak magukra. A Vörös Meteor Nautilus csoportja 1967-ben kezdte el a szifonok újravizsgálatát, és több éves munkával feltárták a csónakázójárat nyugati felén a több ágra szakadó, levegős termeket is tartalmazó Meteor-ágat, amely a Kórház-barlang felé halad. A másik, általuk feltárt jelentős vízalatti barlangszakasz a csónakázó-körjáratból északi irányba indul, és a Nautilus-ág nevet kapta. Kutatásaikkal újabb 200 m-es vízalatti járattal gyarapodott a Tapolcai-tavasbarlang, amelynek teljes hosszúsága 1974 végén már elérte az egy kilométert. 1974-1976 között sikerült feltárniuk az ún. Átjárót, amely az MHSZ-körjárat és a Meteor-ág között húzódik. A vele párhuzamosan futó 70 m hosszúságú vízalatti és levegős járatokat szintén sikerült megismerniük. Ezzel mintegy 100 m vízalatti járatrészt tudtak a búvárútból kiiktatni, ami nagymértékben megkönnyíti a további kutatásokat. Ennek már 1977-ben hasznát vették, mert a csónakázótótól északnyugati irányban kb. 180 m újabb körjáratot tártak fel az MHSZ-körjárat-Átjáró-Meteor-ág között, amelyek a Kórház-barlang felé tartanak.

A Tapolcai-tavasbarlang alaprajza (Horváth Gy. 1974)

A barlang járatrendszereiben mindeddig nem sikerült törvényszerűséget felfedezni, s a vízalatti járatok kialakulása körül is sok kérdés vár megoldásra. Mindezekkel átfogóan Plózer István foglalkozott. Tanulmányából ismert, hogy Tapolca közvetlen felszíne alatt a laza szövetű, ún. szarmata mészkő erősen karsztosodott, a város alatti hajdani és jelenkori vízjáratok találhatók. A sok ismert és még ismeretlen üregben hideg és langyos karsztvizek találhatók, amelyek keveredése és lassú áramlása folytán erős oldóhatás figyelhető meg. Ilyenek a Tapolcai-tavasbarlang járatai is. Néhány tapolcai forrás, valamint a barlangi tó s a mélyfúrásokban feltárt vizek hőmérséklete magasabb a Bakonyban észlelteknél, ami az alaphegységet alkotó dolomit repedésein feláramló melegebb karsztvíznek tulajdonítható. Mivel a mérhető vízhőmérséklet sehol sem több 18°C-nál, az eredeti triász karsztvíz hőmérséklete valószínűleg nem haladja meg a 35-44°C-ot. Tapolca területén a legtöbb kút vize hidegebb (11-13°C), tehát az előző rendszertől független, de a Vörösmarty u. 9. sz. ház alatti kút vize langyos, s vízszintje is megegyezik a barlangi tó 120,4 m tszf. magasságával. Mindezek alapján valószínű, hogy a barlangi tó, a Vörösmarty utcai kút vize, valamint a Malom-tó forrásai ma egy rendszert alkotnak, s a búvárkutatások ennek járható összefüggését kívánják feltárni. Tapolca sajátos földtani és morfológiai helyzetéből adódik, hogy nemcsak ma, de a földtörténeti közelmúltban is óriási vízgyűjtő területtel rendelkezett, s így érthető a Malom-tó forrásának óriási hozama percenként kb. 22 ezer liter. A tapolcai barlangok rendszerét nemcsak a nagyrészt vízzel borított tavasbarlang, hanem a száraz Kórház-barlang s több, azóta betemetett beszakadás is jelzi. Ezek közül jelentős és nagy barlangfeltárási reményekre jogosít a városi kórház melletti sportpálya természetes beszakadása is, amelyet éppen formája miatt képeztek ki stadionná. Hasonló beszakadás ismert a város határában, a Haláp felé vezető út mellett, az ún. Kincses-gödör. Erről már a tavasbarlang felfedezéséről szóló híradások is megemlékeztek, miszerint az oda beengedett réce a Malom-tónál jött ki. A kacsamese ellenére tény, hogy ott egy nagyméretű barlangterem felszakadt maradványa volt, amelyet 1924-ben Keszler Aladár már kutatott, s legutóbb 1963-ban tapolcai fiataloknak a Kincses-gödörtől 50 m-re, egy mészégető munkagödréből 80 m hosszú barlangjáratot sikerült feltárniuk. A Kincses-gödör s a többi tapolcai üreg felfedezése, a különálló rendszerek összekapcsolása azonban még várat magára.

A Tapolcai-tavasbarlang élővilágának közismert s legfeltűnőbb képviselője a tó vizében több ezres tömegben cikázó fürge cselle (Phoxinus phoxinus), amelyet a tapolcaiak csetrinek hívnak. Dudich Endre kimutatta, hogy e halfajnak sajátos barlangi formája alakult ki, amely felszíni fajtársaiétól nagyságban, színben és élettanilag is különbözik. A barlang mohaflórája érdekesen kicserélődött az idegenforgalom következtében. Boros Ádám ugyanis 1964-ben gyűjtött és publikált négy olyan mohafajt (Fissides bryoides, Gymnostonnum rupestre, Tortula muralis, Bryum capillare), amelyeket az 1970-es évek elején a barlangból már nem lehetett kimutatni, viszont elszaporodott az Eucladium verticillatum nevű faj. Orbán Sándor véleménye szerint a korábban nem észlelt mohafaj a nagy teljesítményű lámpák hatására olyannyira elszaporodott, hogy kiszorította, kipusztította az eredeti, a még Boros Ádám által tanulmányozott mohaflórát. A barlang szárazföldi ízeltlábúit Loksa Imre értékelte 1960-ban, az előző két évben végzett gyűjtései alapján. Összesen 22 fajt mutatott ki, amelyek közül leggyakoribbak a troglophil ugróvillások.

A barlang levegőjének hőmérséklete a bejárat közeli száraz szakaszokban (Lóczy-terem és környéke) a legalacsonyabb és legváltozóbb (10,4-17,6°C), míg a tó környékén már érződik a langyos víz kiegyenlítő és melegítő hatása, mert ott a hőmérséklet 17,6 és 20,2°C között mozog. Loksa Imre a csónakázófolyosó északkeleti kanyarulatának partját találta a legmelegebbnek, 19,6-20,2°C-kal. A barlang levegője nemcsak magas hőmérsékletével tűnt ki a többi hazai barlang közül, hanem gyógyító hírével is. Egészen az ötvenes évek elejéig úgy hitték, hogy a szamárhurutos és szívasztmás betegségeket a barlang levegője, a különböző szembántalmakban szenvedőket pedig a tó vize gyógyítja. Tapolca föld alatti vizeit 1929-ben az Országos Közegészségügyi Intézet egy tífuszjárványt követően megvizsgálta. Ekkor derült ki, hogy a volt leánypolgári iskola kútjának kivételével, a város majdnem valamennyi kútja összefüggésben van egymással, az oda bejuttatott festék sem a barlangban, sem a Malom-tóban nem jelent meg. 1958-ban a debreceni Egyetemi Gyógyszertani Intézet végzett levegővizsgálatokat, amelyek alapján feltételezték, hogy a külső levegőben lévő kóros anyagok hiányoznak a barlangból, és ennek tulajdonítható az asztmás tünetek csillapodása, visszafejlődése. A Kessler Hubert által 1963-1965-ben elindított rendszeres vizsgálatok igazolták, hogy a barlang levegője valóban gyógyhatású, kedvező a légúti betegségben szenvedők számára. A később Somogyi József főorvos vezetésével elkezdett meteorológiai vizsgálatok derítettek fényt arra, hogy a barlangi levegő a légzőszervi betegségek gyógyulását elősegíti. A kísérleti kúra alatt összesen 240 beteget kezeltek, akik közül 117 a terápia után tünet- és panaszmentessé vált. Később a kórház alatti barlangban idegenforgalomtól mentes, ideális gyógyító környezetben, folytatódtak jelentős sikerrel a terápiás kúrák.

A Tapolcai-tavasbarlangban tovább folynak a kutatások; lassan, de növekszik vízalatti és levegős járatainak a feltárása, de egyre növekszik a látogatottsága is, hiszen az 1970-es években egy év alatt már több mint 150 ezer érdeklődőt vonzott.

Sajnos az 1980-as évek legelején a közeli bauxitbányászat karsztvízmentesítő munkálatainak hatására, a barlangtó vízszintje erősen és tartósan lecsökkent, így nem marad más hátra, mint megvárni, hogy a Tapolcai-tavasbarlangban újra csónakázni lehessen.