מאחר שגריי היל שהה בחוץ־לארץ באותו הזמן, דיווח הממונה על משק הבית לקונסול הבריטי על התגלית. בתו של הקונסול, הארכאולוגית גלדיס דיקסון, חקרה את המערה. בביקורה הראשון במערה היא התרכזה בעיקר במבנָהּ ובמוטיבים הארכיטקטוניים שלה. בביקורה השני היא התרכזה בחקר שבע הגלוסקמאות שהיו במערה, שבינתיים כבר הספיקו לעבור לקישוט גן האחוזה. שש מהגלוסקמאות שנבדקו התגלו כרגילות למדי, אך על הגלוסקמה השביעית התגלתה כתובת ביוונית עתיקה ובעברית.
שלושה ימים לאחר מכן, לאחר שהתפרצות מחלת הכולרה בין עובדיו הכריחה אותו להשעות את החפירות בתל גזר, הגיע רוברט מקאליסטר לירושלים. מקאליסטר בדק את המערה ואת הכתובת, ותצלום של הכתובת הועבר לשארל קלרמון-גנו.
בשנה שלאחר מכן פורסמו שני מאמרים על המערה ברבעון של הקרן הבריטית לחקר ארץ ישראל. ראשון, פרסם קלרמון-גנו את ממצאיו על כתובות שונות מארץ ישראל, ובכללן כתובת ניקנור[1]. הפרסום השני נעשה על ידי דיקסון, ובו תיאור של המערה וממצאיה יחד עם שרטוטים של המערה, פרי עטו של מקאליסטר[2].
כאמור, קלרמון-גנו היה הראשון שפענח את הכתובת, והיה הראשון שזיהה את נקנר האלכסנדרוני "שעשה את הדלתות" עם אותו ניקנור המוזכר בתלמוד כמי שהציב את דלתותיו של שער ניקנור, תוך דחיית הרעיון שהדלתות הנזכרות הן למעשה דלתות מערת הקבורה, שהרי הישג כה פעוט לא היה מתועד על הגלוסקמה. קלרמון-גנו הבין את המילה "אלכיסא" כקיצור של "האלכסנדרוני", ולפיכך הגיע למסקנה כי הגלוסקמה הכילה את עצמותיו של ניקנור עצמו.
כמו לתגליות ארכאולוגיות חשובות רבות, גם לזו קמו עוררין שניסו לטעון כי הכתובת היא מעשה זיוף, דבר שדרבן את מקאליסטר לכתוב מאמר ובו הוא מפרט את תהליך גילוי הכתובת ואי־הסבירות שמדובר במעשה זיוף[4].
פירושו של קלרמון-גנו, יחד עם תיקונים קלים שהציע מקאליסטר במאמרו, היה המקובל בעולם המחקר במהלך שנים רבות. פירוש זה היה בעייתי, שהרי מהיוונית, שנכתבה ביחסת הקניין, עולה שלא מדובר בניקנור עצמו, אלא בצאצאיו. החוקרים העדיפו להתעלם מבעיה זו, שהתגמדה אל מול שתי בעיות אחרות - גלוסקמאות אמורות להכיל עצמות אדם אחד בלבד, והשם הפרטי "אלכיסא" אינו מוכר ביהודה בתקופה זו.
מאז ימיהם של קלרמון-גנו ומקאליסטר נפתרו שתי בעיות אלו, כאשר התגלו גלוסקמאות המכילות עצמות שני אנשים, כמו גם עדויות לשם "אלכיסא".
אלעזר ליפא סוקניק, שעסק בניקוי המערה והחפירות בה מטעם האוניברסיטה העברית בין השנים 1928-1929, מסכם את הדיון ופוסק כי הגלוסקמה הכילה את עצמותיהם של שני אנשים, נקנר ואלכיסא, שהיו צאצאיו של ניקנור, שהציב את הדלתות בבית המקדש[5].
המערה חצובה בקפידה בתוך סלע הקירטון של הר הצופים. ישנם כמה אולמות קבורה וחמש כניסות אליה. מחוץ למערה חצובה חצר מלבנית עם פינות ישיבה, שבצדה הדרום-מזרחי נמצאות חזית המערה ובה חמש הכניסות.
חזית המערה היא למעשה סטיו. צורה זו אופיינית למערות הקבורה המפוארות של ירושלים בימי הבית השני, אבל בשאר המערות, כגון קברי המלכים או קבר בני חֵזיר, נמצאים עמודים מונוליתיים החצובים בסלע, ואילו כאן, בסיסי העמודים שנשתמרו מעידים כי העמודים היו בנויים אבני גזית. הסיבה לכך נעוצה, כנראה, באי־התאמתו של הסלע המקומי לבנייה.
הסטיו, שבמקורו היה מקורה אך עם השנים נפלה תקרתו, נפתח לתוך ארבעה אולמות קבורה, ובכל אחד מהם מספר כוכים. בין האולמות ישנם מעברים, שהשקעים בסלע סביב פתחיהם מלמדים כי היו מכוסים בלוחות אבן, תופעה ייחודית למערה זו.
אולם קבורה חמישי, שאינו מקושר לשאר האולמות, נפתח מפתח בחצר שנמצא מימין לחזית, ובצדה המזרחי של החצר חצובים ארבעה פירי קבורה.
חרסים מהתקופה הביזנטית שנמצאו בקרקעית הפירים שבחצר, וכן שני צלבים שנחקקו על קיר החדר המרכזי, מראים שהשימוש במערה המשיך עד לתקופה הביזנטית. העובדה שגלוסקמת ניקנור נשארה במערה עשויה להעיד כי השימוש הממושך במערה נעשה על ידי בני המשפחה.
הממצא שהתגלה על ידי דיקסון במערה כלל שבע גלוסקמאות, מהן שלוש חלקות וארבע מעוטרות, שברי סרקופג אחד ומגוון חרסים. בעבודות הניקוי והחפירה שנעשו על ידי סוקניק בשנות ה-20 התגלו מספר מסמרי מתכת, דבר המלמד על שימוש בגלוסקמאות וארונות קבורה מעץ.
התוכנית האדריכלית של המערה, סגנונה האמנותי, וכן הממצא שבתוכה, מאפשרים לתארך את המערה לאמצע המאה הראשונה לספירה, בקירוב.
היושב ראש הודיע, כי חלקת־האדמה, אשר בה נמצאת "מערת ניקנור" - במערה זו הובאו למנוחת עולם עצמות ד"ר י. ל. פינסקר ז'ל - נכללת באדמת הקהק'ל המסורה לאוניברסיטה. הואיל וחושבים להשתמש במערה זו למקום מנוחת־עולם לאנשי־שם יהודיים, על כן הוא מציע, כי ההחלטה על דבר חלוקת כבוד זה תימסר לוועדה מורכבת מנשיא ההסתדרות הציונית, נשיא הקהק'ל ונגיד האוניברסיטה.
ההצעה נתקבלה פה אחד.
— פרוטוקול ישיבת דירקטוריון קרן קיימת, 2.7.1934[6]
אולם רעיונו של אוסישקין לא יצא לפועל, והאדם השני והאחרון שנטמן במערה, בצהרי יום שישי, 3 באוקטובר1941, היה אוסישקין עצמו.
