Redécouvert en 1890 par Deloly, il fut exploré par Martel et Gaupillat (1892). L'aven fut ensuite perdu par suite d'une erreur de repérage et obstrué par les éboulis et par la végétation (confusion avec l'aven du Faux-Marzal, à 900 m à l'ouest, qui est le gouffre le plus profond d'Ardèche). Ce n'est que plusieurs décennies plus tard, le 27 Mars 1949, que l'aven de Marzal fut redécouvert par P. Ageron. Ce dernier procéda aussitôt à l'aménagement touristique de la cavité. La cavité se caractérise par un premier puits de 50 m puis par une salle fortement descendante et admirablement concrétionnée. Cette cavité était sans doute à l'origine une ancienne rivière souterraine (Paléo rivière souterraine de Jacques), aujourd'hui totalement fossile. La cavité contenait du CO² (par endroit 20 pour 1000), ce qui a contraint les aménageurs à climatiser l'aven par un système d'insufflation d'air.