La cámara es una cavidad rectangular de 4 m de longitud, 3 m de anchura y 3,5 m. de altura. En este lugar se encuentra el conjunto más espectacular y numeroso de pinturas en Santimamiñe. En el panel principal hay ocho bisontes, un caballo y una línea arqueada, que podría representar un dorso de otro bisonte en posición vertical.
Este es el panel central de la cámara de la cueva de Santimamiñe (Vizcaya), y forma parte de un friso de unos 2,70 metros. Se encuentra a 50 metros de la entrada. El tema central está constituido, como en tantas otras cuevas, por la asociación de los dos animales más veces repetidos: bisonte-caballo. El caballo está en la parte superior. Debajo de él encontramos dos bisontes; encima del de la izquierda vemos otro bisonte en posición vertical, algo incompleto y muy esquemático. Hay discusión sobre si el équido es un caballo o una yegua. Las patas traseras y delanteras están sin terminar, como corresponde a la mayor parte de las figuras de esta cueva; la crin está erizada y la cola más bien alzada que colgante. Estos caracteres del caballo son muy afines a los de la cueva de la Cullalvera, en Ramales de la Victoria (Cantabria). Estas afinidades en las composiciones de las cuevas, en los animales representados, y en la forma de pintarlos, nos hablan de unos rasgos comunes a toda la cornisa francocantábrica. Esto no impide que, al fijarse en detalles, se pueden agrupar las cuevas, bien geográficamente, bien cronológicamente.
 

El bisonte de la izquierda está pintado en negro muy cuidadosamente. Ocupa el centro de las figuras menores del panel. Además del contorno completo, con dos patas por par y dos cuernos, lleva modelado parte del interior del cuerpo, mediante un sombreado que afecta a toda la zona inferior del cuerpo y que da constancia de la diferencia de pelaje. Otras zonas modeladas son la zona cérvico-dorsal y la base de la giba. En las dos patas delanteras se representan las pezuñas desproporcionadamente grandes.

El bisonte pintado en negro y mirando hacia la derecha del espectador, está completo y trazado con muchos detalles. Lleva dos patas por par, así como dos cuernos. Un sombreado intenso modela toda la parte de la giba, separación de cabeza-cuello y toda la parte inferior del animal.

Se trata de dos bisontes pintados, que miran hacia la izquierda del espectador. Son los dos bisontes mayores del panel y los que más sombreado interno llevan. El anterior, de 60,5 cm. de longitud, lleva dos patas por par. Las traseras muestran una diferencia en el sombreado, quedando sin ese modelado la pata derecha, para destacar su alejamiento en perspectiva. El posterior, de 61,5 cm., lleva dos colas, como si hubiera sido corregida la primera que quedó incorrecta.
Bisonte de la cueva de Santimamiñe (Vizcaya).
Oso de la cueva de Santimamiñe (Vizcaya).

En otra zona de la cámara existen, entre otras menos visibles, la figura de un oso y la cabeza y cuello de un ciervo. Este oso, pintado en negro, mira hacia la izquierda del espectador. Muestra la silueta completa, con dos patas por par pero sólo una oreja. Han sido representados asimismo el ojo y el sexo. Pertenece a la especie actual de oso pardo, como lo denota su desarrollo lumbar. El oso de las cavernas presentaba un desarrollo mayor en la cruz y la grupa caída.
Cabeza de ciervo de la cueva de Santimamiñe (Vizcaya). Cabra de la cueva de Santimamiñe (Vizcaya).

Pintado en negro, este ciervo se encuentra en posición vertical mirando hacia el suelo. Conserva la cabeza con la cuerna y dos orejas. El ojo ha sido marcado también claramente.

Esta cabra pintada en negro y dirigida hacia arriba en posición vertical, conserva la silueta del cuerpo, pero faltan sus extremidades. En la cabeza se han representado con cuidado el hocico y el ojo, así como también un cuerno. Un resalte estalagmítico marca la línea dorsal del cuello, entre el cuerno y la cruz.