A Hévízi-tó forrásának feltárására és a szakszerű, komoly merülésre először a 19. században került sor. A hévízi fürdőzés kialakítását a keszthelyi Festetich család kezdte el. Az elején még mindenki elsősorban a hévízi kifolyóban fürdőtt, annak biztonságosabb megközelíthetősége miatt.
Hévízen az 1860-as években került épület a hévízi-tóra, így valóságos és biztonságos fürdőhellyé alakítva azt. Ennek előzményeként vált szükségessé a hévízi-tó forrásának feltérképezése, amelyet először Hencz Antal végzett 1864-ben.
A fiumei Magyar Királyi Tengerészeti Hatóság 1907-ben merült először 22 méter mélyre. A cél természetesen a forrásbarlang felkutatása volt. A további feltárást az első és a második világháború szakította meg. A további feltárás így sajnálatos módon csak 1953-ban folytatódhatott. 
Az Országos Balneológiai Intézet kezdte meg a feltárásokat Hévízen. 1958-ban tárták fel a forrást könnyűbúvárok, mely során megállapítást nyert, hogy a forrás 38 méterről tör fel a felszínre. A forrás folyosójába bejutni nagyon nehéz, mert hatalmas áramlás van ott, 650 liter/másodperces vízhozammal, ellentétes haladási iránnyal.
A teljes hévízi forrásbarlangot végül is 1975-ben Csávosi Lajos és Plózer István fedezték fel. A további kutató munkákat a Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet is folytatta. Ennek során megállapítást nyert, hogy a Hévízi-tó forrásbarlangjának folyosója 4 méter hosszú, a barlank 17 méter átmérőjű és 14 méter magas.
A forrásnál lévő gömbfülkében két vízforrás található. Az egyik hideg vízforrás, 17 celsius fok körüli hőmérséklettel a másik pedig melegvíz forrás, 42 celsius fok körüli hőmérséklettel.
Megállapítást nyert a Hévízi–tó körüli vizsgálatok alapján, hogy a hideg víz forrás kora 8000 év, a meleg víz forrás kora pedig 12000 évre tehető.
1982-83-ben medertisztítási munkálatokat végeztek, amelynek során nagyon gazdag régészeti leletek kerültek elő. Neolitkori pengék, kelta tárgyak, római kori burkolatok, középkori használati tárgyak, valamint 800-1000 éves csontvázak, emlősöktől, hüllőktől. Ezen nagyon gazdag régészeti leletek megtekinthetők a keszthelyi Balaton Múzeumban. 
A Hévízi-tó forrásbarlangjában napjainkban is tovább folynak a kutatások és a merülések. A merülésekre negyedévente kerül sor és nagyon szigorú szakmai követelményekhez kötött.
Plózár István, aki a hévízi-tó forrásbarlangjának volt az egyik felfedezője, 1977 október 30-án tragikus hirtelenséggel elhunyt az utolsó merülése során búvártársával Páli Ferenc búvártársával együtt. A segítségükre siető búvárok már nem tudták megmenteni az életüket.
Manapság a hévízi-tó vize nagyon tiszta. Három méter mélyig is gond nélkül le lehet látni a vizében. Ez azonban nem volt mindig így. A hévízi-tó vizét vastag tőzegréteg borította, így korábban nem volt ennyire tiszta.
A hévízi-tó teljes kitisztítását az 1986-ban kiütött teljes tűzvész tette szükségessé. A hévízi-tón található korábbi felépítmény teljesen leégett és az épület részek a tóba kerültek, amely veszélyt jelenthetett volna a fürdőzőkre. Így szükségessé vált a meder teljes kitisztítása. Azóta a hévízi-tó vize mind a medernél, mind a felszínnél kristálytiszta.
A hévízi-tó forrásbarlangjának méretei
Függőleges kiterjedése 17 méter, magassága 5 méter, mélysége pedig 12 méter. A teljes hossza 27 méter. Közvetlenül a barlangbejáratánál 38 celsius fokú, melynek percenkénit hozama rendkívül nagy, 30-40 ezer liter/perc.
A forrást alapvetően két forrás, hideg és meleg víz forrás keveredése táplálja. A forrásbarlangban kékmoszatok, baktériumok és szivacsok is megtalálhatók.
2007 óta Hévízi-forrásbarlang búvároktatásra és látogatási célú búvármerülésre is igénybe vehető. Egy nap maximum 10 fő merülhet a hévízi tóban búvárkodás céljából.
A Hévízi forrásbarlang 2015-től fokozottan védett barlang. 2021.05.10-től a Hévízi tónál történő búvárkodást 10 főről napi 20 főre emelték, így a közeljövőben a Hévízi-tó a búvárok paradicsomává válhat egész évben. 