Dans la grotte Chauvet, les vestiges témoignant de l’incursion du loup voire de deux espèces ou sous-espèces de canidés, distinctes du renard, sont de trois types. Il s’agit d’une part de restes osseux, d’empreintes formant parfois de véritables pistes, et de coprolithes (excréments fossilisés).
L’inventaire des ossements de loup n’est pas aisée car une partie d’entre eux, situés à l’écart du cheminement sécurisé, ne peuvent être observés qu’à distance, tandis que d’autres sont partiellement enfouis. Ainsi un crâne de la Salle Brunel est attribuable à un loup (Canis lupus) de petite taille, vraisemblablement une femelle. Mais ses dimensions sont également compatibles avec celles d’un crâne de chien (Canis lupus familiaris). D’autre part, les empreintes ne sont pas toutes typiques de celles de loup, certaines s’apparentant plutôt à celles du chien. Différents arguments permettent donc de s’interroger sur la présence du chien ou d’une espèce particulière de loup à Chauvet.
L’analyse de l’ADN d’un coprolithe a fourni des informations sur le génome et l’alimentation d’un des canidés. La séquence du génome mitochondrial met en évidence une lignée maternelle de loup aujourd’hui éteinte. Le génome nucléaire est maintenant étudié pour établir s’il s’agit d’une forme ancestrale de chien. Quoiqu’il en soit, on connaît la raison de sa présence dans la grotte : l’ADN du coprolithe révèle que l’animal avait consommé de l’ours des cavernes, sans doute attiré par les ours hivernants ou leurs carcasses.