Tra il 1883 e il 1891 è Gian Battista Miliani, brillante industriale cartario fabrianese, nonché valente alpinista a portare avanti la prima vera campagna sistematica di esplorazione della Grotta di Monte Cucco. I risultati delle sue ricerche furono pubblicati nel Bollettino del Club Alpino Italiano, n. 58 del 1891 attraverso un dettagliato resoconto dal titolo “La caverna di Monte Cucco”, corredato dalla prima planimetria di quella parte di Grotta, oggi nota come ramo escursionistico.
In quegli anni Miliani fece scendere nella “caverna” senatori del Regno, intellettuali e scienziati; tra questi ultimi merita una particolare citazione Margherita Traube Mengarini, valente studiosa in scienze naturali, appassionata cultrice di filosofia e di arte, conosciuta nell'ambiente romano per il suo forte impegno sociale e femminista, fu la prima donna ad aver esplorato la Grotta e proprio con il suo nome è oggi indicata una delle sale più spettacolari e più belle della cavità.

Dalla fine dell'800 bisogna attendere decenni perché qualcuno ritorni ad esplorare i tanti luoghi sotterranei del Cucco. Saranno alcuni speleologi perugini ad avviare dalla fine del 1950, una serie di ricerche che partendo dal ramo Miliani, li porteranno nel 1969 a raggiungere la profondità massima di 922 mt. e a tracciare sulla carta, dopo averli percorsi metro per metro, oltre 30 km di gallerie (record italiano per profondità e sviluppo fino alla metà degli anni '70).