Maga a fürdő alapját képező barlang és a termálforrás már ősidők óta ismert, az 1700-as évektől már fürdő is épült itt, de ekkor még csak a barlangon kívül voltak medencék. A barlang vizének jelentőségére Pávai-Vajna Ferenc geológus hívta fel először a figyelmet 1928-ban.

A jelenlegi épület alapjául szolgáló fürdőházat 1941-ben adták át, de csak 1959-ben alakították át a Tavas-barlangot Barlangfürdővé, azóta több ütemben bővítették, ezek egyike volt a már említett 1969-es munka is. Az 1980-as évek elején további barlangjáratokat tártak fel, melyeket 1998 és 2005 közötti bővítés során alakítottak fürdőzésre alkalmassá. A hétéves beruházás során készült el az ekkor már a fürdő jelképének számító kagyló felújítása és az előtte található új úszómedence is.