Grotta costiera del versante meridionale del promontorio, raggiungibile a piedi lungo lo stesso percorso escursionistico che conduce alla Grotta delle Capre e alla Grotta dell'Impiso, nella zona nota come Quarto Caldo. Come le cavità vicine, ha restituito nel tempo testimonianze di frequentazione preistorica, contribuendo insieme alla Guattari e alla Grotta delle Capre a fare del promontorio del Circeo uno dei siti di riferimento a livello internazionale per lo studio dell'uomo di Neanderthal e delle sue tracce nel Lazio meridionale.
La Grotta del Fossellone, raggiungibile dal Centro Storico prendendo la via del Faro, è situata a circa 200 metri ad ovest della Grotta delle Capre e prende il suo nome dall’ ampia apertura circolare, dovuta al crollo della volta, che ha creato un ambiente assai suggestivo, a voragine, visitabile dalla terra e dal mare. Le prime indagini sul sito furono condotte da Carlo Alberto Blanc e la stratigrafia della grotta si rivelò da subito molto interessante per la gran quantità di strumenti litici e di fossili ritrovati. In seguito, dopo un’interruzione dovuta all’insorgere della Seconda Guerra Mondiale, gli scavi furono ripresi nel 1947, concentrandosi nei livelli superiori (da 1 a 11). Successivamente gli scavi interessarono anche i livelli inferiori (da 11 a 51) toccando lo strato più inferiore della paleosuperficie, occupato da una spiaggia marina tirreniana, sedimento marino depositatosi durante l’ultimo Interglaciale (circa 130.000-120.000 anni fa). Al di sopra di uno strato piuttosto ricco di molluschi del Tirreniano si sovrappone un potente deposito continentale caratterizzato da una sequenza archeologica che va dal Paleolitico medio (l’epoca dell’uomo di Neanderthal) alla fine del Paleolitico superiore (l’epoca dell’Homo Sapiens). Il riempimento della grotta è composto da 51 strati che nel complesso formano uno spessore di 14 metri. Dei 51 strati, i primi dieci non presentano tracce umane, che si sono individuate tra lo strato 41 e lo strato 23, con tracce di industria litica Musteriana, prodotta dall’Homo di Neanderthal. Dopo una strato intermedio di argilla sterile, il n.° 22, che segna il visibile passaggio dall’era dell’Homo di Neanderthal a quella dell’Homo Sapiens, nello strato 21 appare l’industria litica Aurignaziana. Con il nome di Aurignaziano si intende la cultura litica prodotta dai primi Sapiens emigrati nel nostro continente. I manufatti litici rinvenuti nella Grotta del Fossellone furono ricavati da piccoli sassi di silice adottando una tecnica di lavorazione esclusiva del territorio del Circeo. Le caratteristiche riscontrate nel nostro paese spinsero Blanc a proporre il nome di “Circeiano” per indicare quella cultura Aurignaziana su ciottoli esclusiva dell’area pontina.